氫能作為推動全球能源轉(zhuǎn)型的一種可行技術路線,逐漸成為世界能源領域的熱點話題。日前,中國氫能聯(lián)盟發(fā)布《中國氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)手冊(2020版)》(以下簡稱《手冊》),對國際及我國氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展情況、技術經(jīng)濟現(xiàn)狀等方面進行了全面梳理總結(jié)。
窺一斑而知全豹?!皻淠軙r代”的大幕已開啟!
多國積極布局氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
隨著氫能和燃料電池關鍵技術的逐步突破,以及能源向綠色、低碳、可持續(xù)的發(fā)展轉(zhuǎn)型,氫能發(fā)展?jié)摿υ絹碓奖粐H認可,各國積極布局氫能產(chǎn)業(yè)。
《手冊》指出,占全球GDP44%的20多個國家中,有9個已制定全面的國家氫能戰(zhàn)略,11個國家正在制定國家氫能戰(zhàn)略,另有占全球GDP38%的14個國家盡管尚未出臺氫能發(fā)展戰(zhàn)略,但已在支持氫能試點和示范項目。
美國自2010年以來,每年對氫能和燃料電池的資助達1億~2.8億美元;英國投資2400萬英鎊,提出到2025年實現(xiàn)水電解裝機1GW,到2030年,實現(xiàn)水電解裝機5GW;歐盟計劃到2050年,可再生能源制氫的投資增加到1800~4700億歐元;韓國計劃投入144億歐元,到2025年實現(xiàn)20萬輛燃料電池車,至2040年實現(xiàn)15GW燃料電池裝機發(fā)電;日本計劃到2030年每年采購30萬噸氫氣,靠氫氣行駛的燃料電池車達到80萬輛;德國計劃投資90億歐元,到2030年開發(fā)5GW電解制氫容量,并在核心工業(yè)行業(yè)進行推廣;西班牙計劃投入90億歐元,重點發(fā)展低碳清潔氫發(fā)展路線圖,到2030年實現(xiàn)水電解裝機4GW,150輛燃料電池客車,5000輛燃料電池汽車/卡車和2條氫能鐵路線。
我國亦高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
記者梳理了相關資料,2016年以來相繼發(fā)布了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016~2030年)》《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年)》《中國制造2025》等頂層規(guī)劃。
2019年,“推動加氫設施建設”首次寫入政府工作報告。
2020年4月,氫能被寫入《中華人民共和國能源法》(征求意見稿)。
2020年9月21日,五部委聯(lián)合發(fā)布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》,采取“以獎代補”方式,對入圍示范的城市群,按照其目標完成情況核定并撥付獎勵資金,鼓勵并引導氫能及燃料電池技術研發(fā)。
截至2020年10月,我國有23個省、市、自治區(qū),40個城市及地區(qū)已發(fā)布或正在編制氫能發(fā)展戰(zhàn)略或規(guī)劃。
據(jù)不完全統(tǒng)計,截止目前,我國累計支持氫能及燃料電池研發(fā)經(jīng)費超20億元。
我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入快車道
《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》清晰描繪了我國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展路線圖:到2030年,氫能產(chǎn)業(yè)將成為我國新的經(jīng)濟增長點和新能源戰(zhàn)略的重要組成部分,產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破10000億元;加氫站數(shù)量達到1000座,燃料電池車輛保有量達到200萬輛,高壓氫氣長輸管道建設里程達到3000公里。
事實上,我國已經(jīng)是世界上最大的氫能生產(chǎn)國和消費國。有關資料顯示,全球每年制氫規(guī)模約11500萬噸,我國氫氣產(chǎn)能約每年4100萬噸,產(chǎn)量約3342萬噸,是世界第一產(chǎn)氫國。截至2020年底,全球加氫站約為544座,我國建成加氫站128座。
我國也是全球最大的燃料電池商用車生產(chǎn)國。截至2020年9月,已累計生產(chǎn)燃料電池汽車7000余輛,共計在32個城市開展了示范運行,累計運行里程超過1億公里,單車最大運行里程超過14萬公里。
氫能在各相關領域也有成功應用。氫燃料有軌電車示范項目已在廣東佛山高明區(qū)上線運行。日照鋼鐵年產(chǎn)50萬噸直接還原鐵的氫冶金示范項目預計年內(nèi)建成。在固體氧化物燃料電池(SOFC)方面,國家能源集團已實現(xiàn)國內(nèi)首套20kW級固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)試車成功。同時,北京冬奧會崇禮奧運核心區(qū)將全部使用氫燃料清潔能源車輛。根據(jù)《張家口賽區(qū)冬奧會交通服務車輛能源保障加氫站規(guī)劃方案》測算,冬奧會賽時,平均每天需求氫燃料8.3噸,峰值需求9.5噸。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大
氫能是理想的清潔二次能源,用可再生能源制氫,用儲氫材料儲氫,用氫燃料電池發(fā)電,將構成“凈零排放”可持續(xù)利用的氫能系統(tǒng),成為可再生能源之外實現(xiàn)“深度脫碳”的重要路徑。業(yè)內(nèi)人士認為,氫能在供能時不會產(chǎn)生二氧化碳,被譽為地球的終極能源,發(fā)展空間巨大。
《手冊》指出,越來越多的國家和機構投入到大型可再生能源制氫的研究與項目開發(fā)中。全球有37個示范項目正在研究天然氣網(wǎng)絡中的氫混合。歐洲、日本、美國和韓國開展了富氫燃氣輪機示范。全球每年通過氣基富氫冶金煉鐵氫消費量在400萬噸,德國、瑞典、日本、韓國等相繼開展了富氫/純氫冶金研究和示范。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括氫的制備、儲運、加注、綜合應用和公共服務等多個環(huán)節(jié)。從經(jīng)濟性及技術進步角度來看,各環(huán)節(jié)都將分階段發(fā)展?jié)M足商業(yè)化需求。值得注意的是,電解水制氫技術被視為未來最有潛力的制氫技術。
中國氫能聯(lián)盟專家委員會主任余卓平分析,如果到2025年我國風電、光伏的新增裝機發(fā)電成本降低到0.3元/千瓦時,可再生能源電解水制氫成本將降到約25元/千克,能夠與天然氣制氫進行競爭。等2030年可再生能源發(fā)電成本降低到0.2元/千瓦時后,電解水制氫成本將低至15元/千克,可以與現(xiàn)在化石能源加上碳捕集技術制氫的價格進行競爭。
據(jù)國際氫能委員會預測,到2050年全球氫能占能源比重約為18%,氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元。在“3060”目標的指引下,我國能源結(jié)構轉(zhuǎn)型按下“加速鍵”,而隨著氫能被納入“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標,未來氫能產(chǎn)業(yè)的國家戰(zhàn)略導向?qū)⒏忧逦?,產(chǎn)業(yè)頂層設計也將進一步完善,我國氫能發(fā)展正在迎來黃金發(fā)展期。
(數(shù)據(jù)來源:中國氫能聯(lián)盟、國際氫能委員會)