不久前剛閉幕的2023年德國漢諾威工業(yè)博覽會上,綠色氫能(下稱“綠氫”)新技術(shù)、新產(chǎn)品成為關(guān)注焦點。
一年前的3月底,中國首個氫能產(chǎn)業(yè)中長期規(guī)劃——《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》(下稱《氫能規(guī)劃》)出臺,明確了氫能戰(zhàn)略定位,強調(diào)發(fā)展氫能,必須堅持清潔低碳的原則,要重點發(fā)展可再生能源制氫(即綠氫),嚴格控制化石能源制氫。
《氫能規(guī)劃》稱,初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系;燃料電池車輛保有量約5萬輛,部署建設一批加氫站;可再生能源制氫量達到10-20 萬噸/年,成為新增氫能消費的重要組成部分。
《氫能規(guī)劃》已進入第二年,距離2025年的中期目標還有3年時間,中國的綠氫產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀如何?有哪些挑戰(zhàn)需要面對,以及應對策略有哪些?
近日,《中國車用氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2022)》(下稱《產(chǎn)業(yè)報告》)發(fā)布。由中汽中心中汽數(shù)據(jù)氫能源研究團隊的多位研究人員,以及行業(yè)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的專家、行業(yè)機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)代表共同撰寫完成的這份報告,對綠氫發(fā)展現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及重點方向作了深度分析。
“近年我國在綠氫應用上已有了一些探索,主要應用在化工、分布式發(fā)電和加氫站等場景,但總體而言,還處于起步階段。”中國可再生能源學會副理事長、有研科技集團有限公司首席專家蔣利軍在《產(chǎn)業(yè)報告》中寫道。
《氫能規(guī)劃》提出,到2025年,燃料電池車輛保有量約5萬輛。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院初步統(tǒng)計,截至2022年底,全球主要國家燃料電池汽車總保有量超過6.7萬輛。其中,中國保有量超過1.2萬輛。
根據(jù)制取過程的碳排放強度,氫能被分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”。我國是世界最大的制氫國,2021 年氫氣產(chǎn)量約3470 萬噸(產(chǎn)能約4400 萬噸/ 年),但大部分來自化石能源制氫,屬于灰氫;藍氫是在灰氫的基礎(chǔ)上,應用碳捕集和封存技術(shù),實現(xiàn)低碳制氫;綠氫是通過太陽能、風力等可再生能源發(fā)電進行電解水制氫,在制氫過程中沒有碳排放,目前占比較低。
4月17日,人們在德國漢諾威工業(yè)博覽會上參觀一款氫能飛機模型。在今年的展會上,人工智能與機器學習、氫和燃料電池、碳中和生產(chǎn)等話題備受矚目。 新華社圖
《產(chǎn)業(yè)報告》顯示,從氫氣的生產(chǎn)原料構(gòu)成看,我國氫源以煤為主,煤氣化制氫(含焦氣化制氫和油氣化制氫) 產(chǎn)量規(guī)模占比為64%; 其次是高溫焦化制焦炭、中低溫焦化制蘭炭、電解制燒堿、輕烴制烯烴副產(chǎn)的煤氣和尾氣中的氫,產(chǎn)量規(guī)模占比為19%; 再次是天然氣和煉廠干氣制氫,產(chǎn)量規(guī)模占比為15%; 其余是甲醇制氫和電解水制氫等,產(chǎn)量規(guī)模占比均為2%。
根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù),2021年全球氫氣產(chǎn)量達到9400萬噸,基本來自化石能源制氫,綠氫占比僅為0.4‰。據(jù)此推算,2021年全球綠氫產(chǎn)量為3.76萬噸。
根據(jù)《產(chǎn)業(yè)報告》數(shù)據(jù),目前,我國可再生制氫還不具備較強的競爭力,電解水制氫年產(chǎn)量預計為1萬~2萬噸。
雖然“綠氫取代灰氫,成為全球發(fā)展趨勢”已是共識,但從數(shù)據(jù)看,無論全球還是中國,距離綠氫時代都還有點遠。
去年底,在新華視點一篇題為《綠氫時代離我們還有多遠?》的文章中,廣東省武理工氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院執(zhí)行院長張銳明稱,成本問題是氫能規(guī)?;瘧米钪饕耐袋c,可再生能源制氫成本降低,有賴于材料的技術(shù)進步,而這將會是比較長的過程。
蔣利軍撰文分析稱,近年我國在綠氫應用上已有了一些探索,主要應用在化工、分布式發(fā)電和加氫站等場景,但總體而言,還處于起步階段。從技術(shù)角度看,短時示范,關(guān)鍵裝備、元器件和系統(tǒng)集成技術(shù)還缺乏長期考核;從技術(shù)經(jīng)濟分析的角度看,運行時間短、數(shù)據(jù)積累少,技術(shù)經(jīng)濟性分析還缺乏實際數(shù)據(jù)支撐。
在蔣利軍看來,綠氫綜合應用面臨的主要挑戰(zhàn)有3個方面:高成本和低效率、安全風險、核心技術(shù)和裝備仍有諸多卡脖子環(huán)節(jié)。
石油和化學工業(yè)規(guī)劃院新能源發(fā)展研究中心副主任楊錚、石油和化學工業(yè)規(guī)劃院新能源發(fā)展研究中心田桂麗是《產(chǎn)業(yè)報告》的撰寫者之一。他們詳細對比了綠氫成本以及規(guī)模推廣的條件:我國煤炭價格為600~1000 元/ 噸時煤制氫成本為10.5~13 元/千克,而綠電價格降低到0.2~0.25元/ 度時綠氫成本仍然高達13.5~17元/千克,未來煤炭價格繼續(xù)上漲或者碳排放交易權(quán)價格達到160~210元/噸時,綠氫才具備規(guī)模推廣的條件。
“在發(fā)展初期,政策支持尤其重要。”蔣利軍以美國為例分析稱,去年8月美國發(fā)布《降低通貨膨脹法案》,提出對綠氫實行稅收抵扣,使其價格僅為0.73美元/千克,成為世界上最便宜的綠氫。“可以預期這一法案的實施將會產(chǎn)生巨大的聚集效應,一些先進的氫能裝備、氫能應用企業(yè)都將聞風而動,落地美國,從而形成很好的氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)。”
在《產(chǎn)業(yè)報告》中,蔣利軍建議,制定相關(guān)政策,鼓勵發(fā)展可能較快實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的3個應用方向:資源地綠氫在化工領(lǐng)域的就近利用、工業(yè)園區(qū)風光氫儲微網(wǎng)供能、工業(yè)園和物流園綠氫叉車。
“隨著風光電成本的進一步下降,以及碳排放成本的上升,綠氫將逐步展現(xiàn)其價值,尤其是風光電基地調(diào)整項目投產(chǎn)后將極大促進綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展。” 楊錚、田桂麗分析稱,未來綠氫是我國綠色低碳社會實現(xiàn)的重要載體,預計小規(guī)模工業(yè)用氫儲運、綠氫制化學品、氫冶金、交通用氫能、氫儲能和發(fā)電、天然氣摻氫領(lǐng)域?qū)⒊蔀闅錃庑碌脑鲩L點。
原標題:綠氫時代為何還有點遠?專家建議鼓勵這幾個方向重點應用