氫能作為綠色、高效的二次能源,是全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一,發(fā)展氫能已成為加快能源轉(zhuǎn)型升級、培育經(jīng)濟新增長點的重要戰(zhàn)略選擇。
伴隨著氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,港口作為全球能源貿(mào)易的重要載體,迎來新的發(fā)展機遇。積極推動港口氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,全力打造國際氫能示范港口,既是建設(shè)國際一流綠色港口的內(nèi)在需求,也是助力實現(xiàn)碳達峰碳中和的重要舉措。
港口氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)立足自身區(qū)位優(yōu)勢和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,以產(chǎn)業(yè)培育與市場應(yīng)用雙向突破為主線,以構(gòu)建涵蓋“制氫-加氫-用氫-氫交易”的氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈為重點,大力發(fā)展港口氫能產(chǎn)業(yè)。
港口氫能產(chǎn)業(yè)迎機遇
當前,全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入加速期,氫能應(yīng)用場景日益擴大,氫能貿(mào)易方興未艾。港口作為重要的綜合交通運輸樞紐,工業(yè)、貨運業(yè)發(fā)達,是氫能重要的應(yīng)用場景和氫能貿(mào)易樞紐。伴隨氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,港口的能源結(jié)構(gòu)、能源產(chǎn)銷將迎來新的發(fā)展機遇。
國際氫能貿(mào)易快速增長
發(fā)展氫能已經(jīng)成為全球共識,氫能跨境貿(mào)易大有可為。據(jù)國際氫能委員會預計,到2030年全球?qū)⒋笠?guī)模利用氫能,到2040年氫能在全球終端能源消費中的占比將達到18%,到2050年氫能消耗量將占能源消耗總量的20%。新發(fā)展格局下,全球各國加快推動氫能在能源轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用,圍繞氫能國際貿(mào)易需求日益突出。
國際可再生能源署(IRENA)預測,跨境氫貿(mào)易將在2030年增加,到2050年超過30%的氫氣可以跨境交易。其中,伍德麥肯茲認為,至2050年的低碳氫需求量將高達5.3億噸,其中近1.5億噸為海運市場交易。港口作為全球能源貿(mào)易樞紐,未來有望成為氫能貿(mào)易國際傳輸?shù)闹匾玉g點。
氫能應(yīng)用創(chuàng)新能力顯著提升
伴隨著氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,氫能應(yīng)用技術(shù)不斷提升,為港口發(fā)展氫能奠定良好基礎(chǔ)。在制氫環(huán)節(jié),隨著可再生能源裝機量的擴大、電解水制氫技術(shù)不斷成熟,綠氫制備系統(tǒng)成本有望下降。
根據(jù)前海證券公司發(fā)布的《中國綠色氫為黃金時段做好準備》研究報告,2022-2025年綠色氫的成本將下降38%。在儲氫環(huán)節(jié),高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)日益成熟,低壓液態(tài)儲氫技術(shù)不斷突破,多功能加氫站數(shù)量的增加,有助于港口內(nèi)部氫能的使用和港口氫能貿(mào)易發(fā)展。在應(yīng)用環(huán)節(jié),氫燃料電池在港口設(shè)備、物流商用車、船舶的應(yīng)用比例不斷提升,例如青島港自主研發(fā)的全球首創(chuàng)“氫動力”自動化軌道吊等,解決了一鍵錨定、永續(xù)充電、自動摘鎖、AGV輕量化等難題,作業(yè)效率提升30%,縮減人員50%以上。未來,氫能有望成為港口領(lǐng)域的主要動力能源之一。
港口綠色低碳轉(zhuǎn)型加速推進
港口工業(yè)、交通業(yè)發(fā)達,能源轉(zhuǎn)型需求迫切。為加快推動綠色港口建設(shè),2019年,交通運輸部發(fā)布《深入推進綠色港口建設(shè)行動方案(2018-2022)》和《關(guān)于建設(shè)世界一流港口的指導意見》,提出建設(shè)綠色港口的七大任務(wù),明確我國綠色港口建設(shè)的目標,并指出“到2035年,我國港口和船舶污染防治水平居于世界前列,主要港口綠色發(fā)展達到國際先進水平”。
2021年,交通運輸部印發(fā)《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》,提出“深入推進綠色港口和綠色航道建設(shè)。全面提升港口污染防治、節(jié)能低碳、生態(tài)保護、資源節(jié)約循環(huán)利用及綠色運輸組織水平,持續(xù)推進綠色港口建設(shè)工作,鼓勵有條件的港區(qū)或港口整體建設(shè)綠色港區(qū)(港口)”。港口作為維系社會經(jīng)濟正常運行的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),既是能源消耗和碳排放的重要來源,也是推動綠色發(fā)展,實現(xiàn)雙碳目標的關(guān)鍵領(lǐng)域。加快推動港口綠色低碳轉(zhuǎn)型,是當下港口高質(zhì)量發(fā)展的重點任務(wù)之一。
港口氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展國內(nèi)外經(jīng)驗
在“雙碳”背景下,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速,眾多西方國家的大中型港口積極推進氫能技術(shù)應(yīng)用,已相繼開始規(guī)劃轉(zhuǎn)型為氫能港口。美國洛杉磯港與長灘港已布局氫燃料重卡應(yīng)用與加氫站建設(shè),并開展了燃料電池物流車與拖車試驗應(yīng)用;荷蘭將阿姆斯特丹港、格羅寧根海港和登海爾德港進行綜合性規(guī)劃,計劃打造成為歐洲氫能港口集輸中心;西班牙已將瓦倫西亞港作為氫能試點研究基地,力爭打造首個歐洲氫能港口。
我國幾個重要港口也相繼發(fā)布了氫能未來發(fā)展規(guī)劃,寧波、嘉興、天津、青島等重要港口正全力加速相關(guān)研究與投入,其中碼頭牽引車輛與燃料電池重卡的研究與應(yīng)用大大提高了氫能港口綠色化建設(shè)進度。
從國內(nèi)外港口發(fā)展氫能路徑來看,主要有以下做法:
一是,確立氫能發(fā)展總體規(guī)劃和政策支持。為了支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,山東青島市、上海市臨港新片區(qū)、天津市濱海新區(qū)、江蘇省張家港市、浙江省寧波市、深圳鹽田、大連太平灣等港口都相繼發(fā)布氫能未來發(fā)展規(guī)劃,明確提出港口氫能發(fā)展的階段性目標,為港口氫能發(fā)展提供政策支持。
二是,打造氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,推進氫能產(chǎn)業(yè)集群式發(fā)展。鹽田港打造鹽田區(qū)國際氫能產(chǎn)業(yè)園、龍崗國際低碳城、龍華求雨嶺(正在建設(shè)中),以產(chǎn)業(yè)園為核心,集中建設(shè)配套服務(wù)平臺和基礎(chǔ)設(shè)施,推動產(chǎn)業(yè)集聚、營造發(fā)展生態(tài)。嘉興港區(qū)依托工業(yè)副產(chǎn)氫資源優(yōu)勢,聚集產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè),組建氫能產(chǎn)業(yè)鏈黨建聯(lián)盟,加速構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,推動氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈強鏈補鏈。
三是,大力支持推動氫能技術(shù)研究。當前,氫能產(chǎn)業(yè)在核心關(guān)鍵組件和制備工藝方面依舊存在瓶頸制約,例如膜電極、雙極板、空壓機、氫循環(huán)泵等方面還跟國際先進水平存在較大差距;氫燃料電池關(guān)鍵材料催化劑、質(zhì)子交換膜和碳紙等,主要依靠進口。為進一步加快發(fā)展港口氫能,嘉興港、青島港、天津港圍繞氫能存儲技術(shù)、加氫設(shè)備、氫燃料電池關(guān)鍵材料等環(huán)節(jié),加強前沿性技術(shù)研發(fā)。
四是,結(jié)合港口運營特點,豐富氫能多元化應(yīng)用場景。嘉興港區(qū)首座集加氫和充電于一體的綜合能源服務(wù)站開業(yè),首條氫能公交線路開通,首輛氫能重卡示范運行,上海支持洋山港、東海大橋等區(qū)域開展氫能示范應(yīng)用,加大氫能在港口固定式裝卸機械設(shè)備、流動式裝卸運載設(shè)備和水平運輸車輛等多個場景的覆蓋,推進港區(qū)加氫站規(guī)劃建設(shè),建設(shè)領(lǐng)先的綠色、智慧氫能綜合性示范港口。
港口氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑
港口氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)立足自身區(qū)位優(yōu)勢和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,以產(chǎn)業(yè)培育與市場應(yīng)用雙向突破為主線,以構(gòu)建涵蓋“制氫-加氫-用氫-氫交易”的氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈為重點,大力發(fā)展港口氫能產(chǎn)業(yè)。
增強氫能生產(chǎn)能力,保障下游氫能供給
增強氫氣供給能力,是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。未來,在“雙碳”目標背景下,綠色低碳的制氫方式將成為氫氣的重要來源。建設(shè)可再生能源發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施,可以為綠氫制備奠定堅實基礎(chǔ)。港口具有沿海區(qū)位優(yōu)勢,具有豐富的海上風能、光照資源,通過提前布局新能源發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施,既可以提升新能源利用率,也可以為發(fā)展綠氫提供電力保證。
積極構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系,重點發(fā)展可再生能源制氫,增強氫能供給能力。
一是,大力推進風電、光伏等綠色能源的開發(fā)利用,加大可再生能源發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。近海區(qū)域提前布局海上風電、陸地風電等發(fā)電項目,在港區(qū)碼頭土地閑置率較高的地面布局集中式光伏電站,充分利用辦公樓頂、閑置碼頭及倉儲空間,發(fā)展分布式光伏項目。探索潮汐發(fā)電等模式的可行性,提前布局潮汐發(fā)電站。加大可再生能源制備綠氫項目,為零碳制氫提供豐富的電力保證。
二是,結(jié)合可再生能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,提前布局綠氫制備產(chǎn)業(yè)。加快建設(shè)電解水制氫項目,加快氫能分布式儲/供能站建設(shè),與分布式光伏、風電、潮汐發(fā)電機組聯(lián)用,打造儲能和發(fā)電應(yīng)用示范工程,充分發(fā)揮氫能消納可再生能源的功能。
三是,探索打造工業(yè)副產(chǎn)氫制造基地。聚集區(qū)域內(nèi)、外化工企業(yè),通過長管拖車、氣體管道等運輸渠道,對其生產(chǎn)的工業(yè)副產(chǎn)氫進行匯集,建設(shè)氫氣集中交易平臺,打造北方氫能資源供給基地。
建設(shè)氫能傳輸網(wǎng)絡(luò),打造氫能樞紐港口
伴隨氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟,氫能需求日益增多,圍繞氫能開展的國際貿(mào)易將逐步增加。港口作為全球能源貿(mào)易的重要樞紐,未來有望成為氫能貿(mào)易的主要載體。
把握氫能源的跨境貿(mào)易與海運增長新機遇,打造氫能貿(mào)易新平臺。一是,提前布局氫能貿(mào)易基礎(chǔ)設(shè)施。依托港口航運優(yōu)勢和天然氣管道的硬件基礎(chǔ)設(shè)施,與能源企業(yè)共同建設(shè)氫能管道設(shè)施,布局氫能登陸站,探索建設(shè)氫能專用航運輸入和中轉(zhuǎn)碼頭,為氫能貿(mào)易提供便利條件,打造國際氫能貿(mào)易樞紐港口。二是,建立輻射內(nèi)陸地區(qū)的氫能供給體系。與中石化、中石油等企業(yè)合作,加快鋪設(shè)氫能輸送管道網(wǎng)絡(luò)建設(shè),滿足內(nèi)陸地區(qū)氫能需求。三是,根據(jù)氫能供給和需求情況,探索發(fā)展高壓氣態(tài)儲氫和液化儲氫產(chǎn)業(yè)。建設(shè)液氫工廠和液氫加氫站,通過液氫工廠的建設(shè)和液氫儲運,構(gòu)建沿海液氫樞紐與生產(chǎn)基地。
加大加氫站投入,打通氫能供求接駁點
加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),是氫能源由供給端過渡消費端的直接接駁點。隨著氫能應(yīng)用場景日益豐富,氫燃料電池汽車數(shù)量上漲,對補能需求急劇增加,加氫站作為氫能加注的基礎(chǔ)設(shè)施必不可少,港口區(qū)域內(nèi)車輛運行較為集中且使用頻次高,對加氫站集中度的敏感性低,通過建設(shè)較少數(shù)量的加氫站便可覆蓋港口內(nèi)所有車輛的運行管理及使用需求。
完善氫能基礎(chǔ)設(shè)施,打造全域氫能供給網(wǎng)絡(luò)。一是,加大內(nèi)部加氫站建設(shè)。圍繞港口物流、港口船舶、港內(nèi)設(shè)備等氫能應(yīng)用場景,科學合理布局加氫站,在氫燃料電池重卡集聚區(qū)域加大加氫站布局,港口內(nèi)加氫站可以通過管道輸氫模式進行補能。后期隨著氫能需求增加,可在加氫站的基礎(chǔ)上擴建制氫站,滿足氫能需求。探索使用撬裝站的安裝形式,減少占地面積,增強氫能供給的靈活性。二是,推動城市內(nèi)部氫能供給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。堅持港城和諧發(fā)展的原則,結(jié)合港城發(fā)展規(guī)劃、公共交通線路、氫能運輸管道的基本情況,在港城生活區(qū)域建設(shè)加氫站,配屬長管拖車、氣體管道等進行補能,保障城區(qū)氫能使用需求。三是,打造智能互聯(lián)氫能供給網(wǎng)絡(luò)。通過基礎(chǔ)管網(wǎng)建設(shè)、第五代移動通信技術(shù)(5G)等信息化管理技術(shù)、先進智能化決策方法等,實現(xiàn)車與加氫站、加氫站與加氫站、加氫站與高速公路等互聯(lián)的氫供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化管理,實現(xiàn)整體網(wǎng)絡(luò)的連通互補和完善協(xié)調(diào)。
豐富氫能應(yīng)用場景,實現(xiàn)港口綠色升級
穩(wěn)步有序推進氫能示范應(yīng)用,對于推進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、助力實現(xiàn)“雙碳”目標、保障能源安全具有重大意義。同時,豐富氫能應(yīng)用場景,“以用促進”有利于氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
豐富氫能應(yīng)用場景,打造綠色低碳港口
一是,打造“氫能+”示范港口示范區(qū)。聚焦港口作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,用氫燃料電池設(shè)備替代港口環(huán)衛(wèi)車、物流車、動力機械、燃料電池船舶等,對高能耗、高污染設(shè)備的更新替代,探索采用氫燃料電池作業(yè)設(shè)備。增加氫能在港區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)中的占比,包括燃料電池軌道交通、分布式發(fā)電、備用電源、港口機械等。
二是,打造氫燃料船舶示范港口。針對氫燃料電池船舶對補能的特殊需求,探索建設(shè)氫燃料電池船舶專用碼頭,配備儲氫、加氫等基礎(chǔ)設(shè)施,滿足氫燃料電池補能需求。聯(lián)合氫燃料電池生產(chǎn)、研發(fā)企業(yè),共同開展氫燃料電池船舶應(yīng)用研究,推動氫燃料電池船舶在內(nèi)陸航線的使用,提升交通領(lǐng)域氫能應(yīng)用市場規(guī)模。
三是,打造氫能‘零排放’運輸試點示范線路。港口公司與氫燃料電池研究機構(gòu)深度合作,共同開展氫能燃料電池應(yīng)用研究,推動搭載氫燃料電池物流車、集卡車、重卡應(yīng)用。打造氫燃料物流車運輸示范區(qū),構(gòu)建以電氣化鐵路、節(jié)能環(huán)保船舶為主的中長途綠色貨運系統(tǒng),開辟氫燃料運輸車專用作業(yè)區(qū),“優(yōu)先辦理、快速審批、便捷補能”,鼓勵氫燃料運輸集卡、重卡應(yīng)用。
四是,結(jié)合港口城市加氫站建設(shè)的布局情況,研究制定未來氫燃料電池車的示范推廣計劃。開展氫燃料電池車示范運行重點工程,包括開通氫燃料電池公交線路、重卡線路、旅游大巴線路、通勤車線路以及省際運輸線(貨運)。建設(shè)氫能商用車專用運輸、泊車通道,打造氫能低碳示范港口應(yīng)用基地。
堅持安全底線思維,全力打造平安港口
氫氣屬于易燃氣體,具有易揮發(fā)、易燃、易爆及氫脆的特性,與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發(fā)生爆炸,火災(zāi)危險分級為甲類。港口現(xiàn)場作業(yè)工況復雜,若作業(yè)現(xiàn)場設(shè)備顛簸、震動,剮、蹭、磕、碰頻繁發(fā)生,極易發(fā)生爆炸事故。保障氫氣使用安全,是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。
堅持“生命至上、安全第一”的底線思維,落實氫能安全管理措施,打造安全型氫能示范港口。
一是,充分發(fā)揮新一代信息技術(shù)在安全預警中的作用。堅持人防技防并舉,加快信息技術(shù)氫能安全生產(chǎn)中的應(yīng)用,實現(xiàn)氫能示范區(qū)視頻監(jiān)控全覆蓋,采用無人機常態(tài)化飛行巡檢、氫能存儲3D監(jiān)控等新技術(shù),全面提升氫能安全隱患排查的科技化、智能化水平。
二是深入推行氫能安全應(yīng)用網(wǎng)格化、目視化、精細化管理模式。建立24小時視頻巡查機制,搭建安全環(huán)保與應(yīng)急管理一體化平臺,及時應(yīng)對氫能使用過程中的突發(fā)事件。
三是,加大氫氣儲運在技術(shù)、標準、設(shè)備設(shè)施、人員專業(yè)性等方面的資金投入。在安全的基礎(chǔ)上,打造沿海氫能產(chǎn)業(yè)帶,將氫能產(chǎn)業(yè)鏈延伸到氫能港口、氫能重卡、氫能公交等領(lǐng)域,以提供更加智能、環(huán)保、高效、安全的能量供應(yīng)結(jié)構(gòu)。
四是,建立健全氫能全產(chǎn)業(yè)安全標準規(guī)范,落實安全生產(chǎn)主體責任和部門安全監(jiān)管責任,建立隱患排查治理常態(tài)化機制。加強對氫能應(yīng)用的實時監(jiān)控和風險分析,加強應(yīng)急能力建設(shè),研究制定氫能突發(fā)事件處置預案、處置技戰(zhàn)術(shù)和作業(yè)規(guī)程,及時有效應(yīng)對各類氫能安全風險。
原標題:港口氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎機遇