中國儲能網(wǎng)訊:8月11日,中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》(以下簡稱《意見》)?!兑庖姟饭裁鞔_10項重點任務(wù),氫能多次被“點名”提及。
例如,在穩(wěn)妥推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型方面,《意見》要求“推進氫能‘制儲輸用’全鏈條發(fā)展”;在推進交通運輸綠色轉(zhuǎn)型方面,《意見》要求“完善充(換)電站、加氫(醇)站、岸電等基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)”;在完善綠色轉(zhuǎn)型政策體系方面,《意見》要求“完善可再生能源標準體系和工業(yè)綠色低碳標準體系,建立健全氫能‘制儲輸用’標準”??梢愿Q見,氫能已成為我國加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的重要抓手。
不止國內(nèi),放眼全球,“氫能作為一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次‘新質(zhì)’能源,正加快釋放生產(chǎn)力,逐步成為助推全球經(jīng)濟綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的重要引擎?!?月25日,“2024氫能專精特新創(chuàng)業(yè)大賽決賽暨氫能專精特新產(chǎn)業(yè)大會”在鄂爾多斯召開,國家能源局科技司能效與儲能處相關(guān)負責人在會上致辭稱。
當下氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展形勢怎樣?未來又該如何“氫”力推進?記者從大會中一探究竟。
政策引導(dǎo)體制機制創(chuàng)新
加速探索體制機制創(chuàng)新,是推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。
大會上,由國家能源局科技司會同北京國氫中聯(lián)氫能科技研究院聯(lián)合行業(yè)相關(guān)機構(gòu)和專家共同編制的《中國氫能發(fā)展報告(2023)》(以下簡稱《報告》)發(fā)布?!秷蟾妗贩Q,截至2023年底,國家層面已發(fā)布氫能專項政策3項,28個?。▍^(qū)、市)出臺省級氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃或指導(dǎo)意見等,各地方政府公開發(fā)布氫能專項政策超400項,對項目投資、多元化應(yīng)用等進行支持,加速破解行業(yè)痛點難點問題。
例如,大連、鄂爾多斯等地著力推動可再生能源制氫和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);吉林、河北明確可再生能源制氫項目和制氫加氫一體站不需在化工園區(qū)內(nèi)建設(shè);新疆對納入示范區(qū)的風光氫制用一體化項目,結(jié)合實際優(yōu)先配置上網(wǎng)風光資源,具體電量根據(jù)制氫轉(zhuǎn)化效率及制氫成本進行動態(tài)調(diào)整,克拉瑪依推出對可再生能源制氫及氫基產(chǎn)品生產(chǎn)端支持政策;內(nèi)蒙古明確新能源項目投產(chǎn)時間需與制氫負荷、儲能設(shè)施同步,且與制氫負荷項目運行周期匹配。
記者注意到,內(nèi)蒙古正在氫能賽道上全力沖刺。“內(nèi)蒙古氫能產(chǎn)業(yè)潛力巨大,前景廣闊?!眱?nèi)蒙古自治區(qū)能源局黨組成員、副局長胡成東圍繞三方面進行了闡述。一是科學(xué)謀劃健全政策體系,將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)作為助力內(nèi)蒙古產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要引擎進行重點培育,出臺系列支持政策,破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題,在保障安全發(fā)展的基礎(chǔ)上釋放產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?,推動氫能產(chǎn)業(yè)蓄能城市;二是統(tǒng)籌資源、聚力儲能方向,大力布局風光氫能一體化項目,積極推進氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),著力在可再生能源規(guī)?;茪?、大規(guī)模低成本氫能儲運、氫能多元應(yīng)用等領(lǐng)域謀求率先突破,加速生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化進程;三是實驗示范取得了良好的成效,建成了全國首個萬噸級風光氫能項目,相繼打通了燃料電池汽車和綠氫制綠氨應(yīng)用場景,氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有序推進。
在此背景下,鄂爾多斯更是一騎絕塵。鄂爾多斯市副市長鄔建勛表示,鄂爾多斯作為國家重要能源基地,特別是國家重點打造的“沙戈荒”風電光伏基地、國家現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)和氫燃料電池汽車示范應(yīng)用上海城市群重要組成部分,堅持把發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)作為加快推動能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要舉措和突破口。
接下來,鄂爾多斯繼續(xù)在“制儲輸用”等領(lǐng)域加碼布局。鄔建勛表示,鄂爾多斯將聚焦構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系,推動制氫降本增效,全力打造全國氫能技術(shù)創(chuàng)新策源地和氫能供給示范區(qū);聚焦構(gòu)建制儲運用加一體化的氫能產(chǎn)業(yè)體系,全力打造全鏈條氫能產(chǎn)業(yè)集群;聚焦構(gòu)建多領(lǐng)域、多場景應(yīng)用的氫能消納體系,全力打造全國氫能綜合利用樣板。
氫能產(chǎn)銷價格穩(wěn)中有降
價格,始終是行業(yè)關(guān)注的焦點。業(yè)內(nèi)專家在解讀《報告》時稱,從全球氫能市場看,氫能價格持續(xù)下降。
根據(jù)《報告》,2023年上半年,美國重點地區(qū)電解水制氫(質(zhì)子交換膜)價格呈震蕩下降趨勢,下半年出現(xiàn)回漲并小幅波動,全年均價約5.5美元/千克,同比下降約20%。歐洲重點地區(qū)電解水制氫平均約8歐元/千克,同比下降約10%。
補貼政策的出臺,進一步提升了清潔低碳氫能的成本競爭力。例如,美國《通脹削減法案》的氫稅收抵免承諾,只要達到預(yù)先設(shè)定的排放閾值,每千克清潔氫最高可獲得3美元補貼,為期10年;歐洲氫能銀行計劃給予可再生能源制氫拍賣中標者最高固定補貼4.5歐元/千克。
順應(yīng)大勢,國內(nèi)氫能產(chǎn)銷價格穩(wěn)中有降。
《報告》顯示,隨著交通、發(fā)電等領(lǐng)域氫能應(yīng)用持續(xù)拓展,高純氫成為我國氫氣市場交易重要品種。
“2023年,氫能技術(shù)加速創(chuàng)新,規(guī)?;椖砍掷m(xù)落地,全國高純氫平均價格小幅降低?!薄秷蟾妗分赋?,生產(chǎn)側(cè)價格為34元/千克,較去年下降約1.5元/千克;消費側(cè)價格為58元/千克,下降約1.3元/千克。
在此過程中,清潔供給體系逐步完善。
截至2023年底,我國各地規(guī)劃可再生能源制氫項目超380個,其中建成運營項目約60個,累計可再生能源制氫產(chǎn)能超7萬噸/年。2023年新增投產(chǎn)項目約20個,產(chǎn)能超2.2萬噸/年??稍偕茉粗茪漤椖吭谖鞅?、華北、東北等資源優(yōu)勢地區(qū)已率先實現(xiàn)化石能源制氫替代應(yīng)用,已建和在建可再生能源制氫一體化項目產(chǎn)能超90萬噸。工業(yè)副產(chǎn)氫提純項目在廣東、河北、山東等?。▍^(qū)、市)加快落地,推動工業(yè)副產(chǎn)氫就近消納,降低氫能供給成本。
中國科學(xué)院院士、中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會委員、廈門大學(xué)教授鄭南峰指出,發(fā)展可再生能源是保障我國能源安全的重要戰(zhàn)略,隨著可再生能源大規(guī)模高比例發(fā)展,利用可再生能源直接電解水制氫(綠電可離網(wǎng)制氫)不僅可促進可再生能源的大規(guī)模利用,還可大幅降低綠氫成本、實現(xiàn)綠氫制備全生命周期零碳足跡,對我國發(fā)展綠色化工意義重大。
此外,在供需方面,規(guī)模保持平穩(wěn)。截至2023年底,全國氫氣產(chǎn)能超4900萬噸/年,同比增長約2.3%;產(chǎn)量超3500萬噸,同比增長約2.3%,主要作為合成氨、甲醇以及煉化等工業(yè)過程中的中間原料。
另據(jù)《報告》透露,2023年氫能產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)趨勢凸顯。西北、華東、華北等傳統(tǒng)重工業(yè)地區(qū)是氫氣主要生產(chǎn)和消費地,產(chǎn)量分別超1100萬噸、1000萬噸和500萬噸,合計占全國總產(chǎn)量超70%。
增強全流程氫能質(zhì)量保障
2023年,國家標準化委員會等六部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南(2023版)》,氫能領(lǐng)域國家標準已發(fā)布110余項,氫能領(lǐng)域標準化工作頂層設(shè)計和標準體系逐步完善。
不過,標準的落地仍充滿挑戰(zhàn)?!凹託湔窘ㄔO(shè)是氫能在交通運輸領(lǐng)域應(yīng)用的必要基礎(chǔ)設(shè)施,截至2024年6月,我國已經(jīng)建成加氫站超500座?!敝袊鴼淠苈?lián)盟副秘書長、同濟大學(xué)教授、國家燃料電池汽車及動力系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心副主任馬天才指出,由于氣源來源復(fù)雜,且“制儲輸用”全鏈條供應(yīng)商不一致,經(jīng)過多次物理空間轉(zhuǎn)移,氫氣產(chǎn)品存在被二次污染的風險。
如何應(yīng)對標準執(zhí)行不統(tǒng)一所帶來的弊端?
馬天才認為,氫氣品質(zhì)檢測是確保氫能應(yīng)用安全高效的核心環(huán)節(jié)。氫氣品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響氫燃料電池的使用性能和壽命,高品質(zhì)氫氣能顯著提高轉(zhuǎn)化效率和設(shè)備使用壽命,從而降低整體運營成本,提升產(chǎn)業(yè)鏈的整體經(jīng)濟效益。通過氫氣品質(zhì)檢測分析可確定氫氣中有害雜質(zhì)濃度,從而有效避免因氫氣品質(zhì)不合格引發(fā)的安全風險。
為加快推動氫能在交通領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展,“氫能質(zhì)量萬里行”行動在大會上正式啟動。該活動由中國氫能聯(lián)盟聯(lián)合中國測試技術(shù)研究院、上海市計量測試技術(shù)研究院、中國汽車技術(shù)研究中心有限公司等單位共同策劃開展,依托中國氫能聯(lián)盟研究院研發(fā)的國內(nèi)首臺零碳氫氣品質(zhì)移動檢測車作為專用檢測車輛,通過對五大燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群的加氫站開展站內(nèi)氫氣品質(zhì)分析檢測,推進標準應(yīng)用落地,提升全生命周期氫能質(zhì)量,以生態(tài)建設(shè)引領(lǐng)行業(yè)前進。
馬天才介紹,行動分為四個階段,跨越約23省。一期聚焦上海、京津冀和河北三大城市示范群,將于2024年8月從上海出發(fā),由華東區(qū)一路向北,途經(jīng)山東、北京等地,最終到達寧夏,共計跨越6個省級行政區(qū)約2400千米路程;二期從陜西出發(fā),由西北中部一路南下;三期從上海出發(fā),由華東到中部內(nèi)陸;四期從廣東出發(fā),由華南出發(fā)一路向北。
據(jù)悉,氫氣品質(zhì)移動檢測車填補了全球在氫氣品質(zhì)移動、快速檢測領(lǐng)域的技術(shù)裝備空白,部分指標達到國際先進水平。該車已在上海同匯路綜合服務(wù)站進行了首次同步加注在線檢測服務(wù),實現(xiàn)了加氫站現(xiàn)場全項氫氣雜質(zhì)檢測;今年5月,該車在國家能源集團國華投資(氫能公司)蒙西分公司承建的重載鐵路加氫科研示范站,完成了全生命周期的氫氣品質(zhì)在線檢測,并在赤城風氫儲多能互補示范項目、高壓氫氣長管拖車運輸和萬全油氫電綜合能源站完成了交通用氫從制備、運輸?shù)郊幼⑷鞒淘诰€24小時不間斷氫氣品質(zhì)檢測。
值得一提的是,為實現(xiàn)氫能行業(yè)一站式全鏈條分析檢測,中國氫能聯(lián)盟研究院采用“移動+平臺+服務(wù)”多元融合模式,同時研發(fā)的一體化移動式燃料電池用氫質(zhì)量分析儀入選國家能源局第三批能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備(項目)名單,是全球首臺滿足ISO 14687-2019和GB/T 37244-2018中13項雜質(zhì)的氫氣品質(zhì)移動快速檢測系統(tǒng)。
自主研發(fā)水平顯著提升
回顧2023年,《報告》認為“制儲輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)和裝備呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢,持續(xù)迭代升級。
制氫方面,20兆瓦方形常壓堿性電解槽模塊實現(xiàn)應(yīng)用;質(zhì)子交換膜電解水設(shè)備單臺突破2.5兆瓦;兆瓦級固體氧化物電解槽在美國、荷蘭等地成功應(yīng)用;陰離子交換膜電解槽在日本應(yīng)用于加氫站內(nèi)制氫。儲運方面,奧地利啟動全球首個地下儲氫試點項目,計劃儲存120萬立方米氫氣。應(yīng)用方面,1萬千瓦級純氫工業(yè)燃氣輪機在法國維埃納河畔塞拉特紙包裝廠成功運營;韓國實現(xiàn)8萬千瓦燃氣輪機摻氫比例從60%提高到100%;日本利用并網(wǎng)燃氣輪機完成30%氫氣混燃試驗;德國實施1.65萬千瓦燃氣輪機25%摻氫測試。
聚焦國內(nèi),圍繞氫能高質(zhì)量發(fā)展重大需求,我國持續(xù)加強基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新,推動構(gòu)建協(xié)同高效的創(chuàng)新體系。
制氫方面,單槽10兆瓦堿性電解槽完成示范項目招標,15兆瓦堿性電解槽研發(fā)成功;兆瓦級質(zhì)子交換膜電解槽產(chǎn)品下線并得到工程驗證;固體氧化物、陰離子交換膜電解槽實現(xiàn)小批量應(yīng)用;海上風電海水直接電解制氫技術(shù)完成中試。
儲運方面,鎂基固態(tài)儲運氫車實現(xiàn)下線交付,單次可運氫超1噸;中國首次非金屬管道純氫高壓測試和爆破試驗,摻氫天然氣管道泄放燃爆試驗成功實施;中國首套使用連續(xù)型正仲氫轉(zhuǎn)化換熱器的氫液化系統(tǒng)成功開車;首輛民用液氫槽車下線。
多元化應(yīng)用方面,燃料電池系統(tǒng)和電堆功率穩(wěn)步提升,主流產(chǎn)品分別達到150千瓦和200千瓦水平;中國首個大F重型在運燃機摻氫技術(shù)完成自主升級及示范驗證,摻氫比例達到7%;兆瓦級純氫燃氣輪機開展研制及應(yīng)用驗證;氫冶金電熔煉工藝與焦爐煤氣零重整豎爐直接還原兩項氫冶金技術(shù)實現(xiàn)工程驗證。
創(chuàng)新支撐方面,推動國家能源研發(fā)創(chuàng)新平臺、全國氫能信息平臺等建設(shè),開展能源領(lǐng)域國家重點研發(fā)計劃、首臺(套)重大技術(shù)裝備評定和示范應(yīng)用等工作部署。
“盡管我國在多條電解水技術(shù)方面已具備一定領(lǐng)先優(yōu)勢,但目前尚未有可支撐大規(guī)模離網(wǎng)及適應(yīng)波動的電解水制氫技術(shù)?!编嵞戏逄寡浴?
對此,鄭南峰認為亟須開發(fā)可適用于離網(wǎng)的混聯(lián)制氫技術(shù),通過從基礎(chǔ)研究的角度開展高性能低成本催化劑、長壽命電極、復(fù)合隔膜等核心材料內(nèi)部演化機制的研究,攻克波動性綠電到綠氫系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù),支撐綠電可離網(wǎng)混聯(lián)制氫規(guī)?;a(chǎn),助力我國在氫能領(lǐng)域的持續(xù)性引領(lǐng)。
四個“強化”勾勒發(fā)展路徑
展望2024年我國氫能產(chǎn)業(yè),《報告》用四個“強化”勾勒出發(fā)展路徑。
強化政策引領(lǐng),推動產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。各地統(tǒng)籌氫能供應(yīng)能力、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場空間,合理布局氫能制備、儲運、加注、應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈項目,有序推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展;根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際需求,制定完善氫能基礎(chǔ)設(shè)施管理辦法;鼓勵產(chǎn)學(xué)研用各方參與氫能基礎(chǔ)與安全、制備、儲運、加注、應(yīng)用全鏈條標準研制;支持龍頭企業(yè)、行業(yè)機構(gòu)針對各環(huán)節(jié)的新技術(shù)、新工藝、新方法,布局研制一批關(guān)鍵技術(shù)標準,推進產(chǎn)業(yè)化市場化應(yīng)用。
強化基礎(chǔ)研究,提升關(guān)鍵核心技術(shù)水平。面向氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,積極支持龍頭企業(yè)聯(lián)合有實力的科研機構(gòu)組建創(chuàng)新聯(lián)合體,組織實施關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)項目和國家重大攻關(guān)任務(wù)。電解槽產(chǎn)品持續(xù)迭代,向大容量、長壽命、低能耗等方向演進;高溫氣冷堆制氫技術(shù)基礎(chǔ)研究持續(xù)推進。高壓氣態(tài)儲運效率持續(xù)提高,固態(tài)、液態(tài)、有機液體等儲運技術(shù)開展工程驗證。長距離、大規(guī)模純氫管道輸運技術(shù)研究積極有序開展,在確保安全性和適用性的前提下,研究論證摻氫在城燃領(lǐng)域試點應(yīng)用。燃料電池穩(wěn)定性、耐久性持續(xù)提升,燃氣輪機完成更高比例摻氫驗證。
強化示范推廣,有序推動多元化產(chǎn)業(yè)化。各地有序推進清潔低碳氫能在工業(yè)、交通、發(fā)電等領(lǐng)域應(yīng)用,持續(xù)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈降本??稍偕茉粗茪涫痉俄椖筷懤m(xù)投運,清潔低碳氫能供給能力進一步提升。氫能供給、消納相結(jié)合的風光制氫一體化項目持續(xù)推進。工業(yè)領(lǐng)域煉化、合成氨、甲醇等領(lǐng)域可再生能源制氫替代應(yīng)用規(guī)模不斷擴大。交通領(lǐng)域繼續(xù)呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢,燃料電池在重載交通、長途物流和無人機等領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模持續(xù)增長。發(fā)電領(lǐng)域燃料電池分布式熱電聯(lián)供、純氫(摻氫)燃氣輪機等項目有序布局,氫能發(fā)揮調(diào)節(jié)周期長、儲能容量大的優(yōu)勢,逐步拓展到可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場景。
強化合作交流,賦能產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展。氫能科學(xué)和技術(shù)國際聯(lián)合研發(fā)進一步加強,推動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)、材料裝備和國際項目創(chuàng)新合作。中國技術(shù)和產(chǎn)業(yè)龍頭積極拓展國際市場,提升中國氫能產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。探索構(gòu)建氫能綠色價值實現(xiàn)機制,推動清潔低碳氫能標準制定、碳減排效應(yīng)核算。以國際項目示范為抓手,推動在氫能裝備、清潔低碳氫能貿(mào)易與產(chǎn)品碳足跡等方面標準規(guī)則互認和認證體系互聯(lián)互通。
“傳統(tǒng)能源逐步退出,必須建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上。要加快建設(shè)新型能源體系,注重傳統(tǒng)能源與新能源多能互補、深度融合?!敝袊こ淘涸菏?、中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會委員彭蘇萍指出,氫能是21世紀極具發(fā)展前景的二次能源,燃料電池是21世紀的能源革命性技術(shù),未來10—20年將是我國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機遇期,需緊密聯(lián)系我國能源發(fā)展實際,從戰(zhàn)略、政策、技術(shù)、資金、國際合作等方面積極謀劃,通過改革創(chuàng)新破解發(fā)展難題,助力實現(xiàn)氫能源與燃料電池高質(zhì)量發(fā)展。