氢能,被低估的终极能源

2023-12-18 09:12

           





密布的管网,蓄水罐、储气罐,加上各种压力表,这是从电解水制氢,到固态氢储存,再到加氢能,被称为“终极能源”。在去年3月国家出台的《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》(以下简称《规划》)中,把氢能列为未来国家能源体系的重要组成部分。氢能发展已经步入了的快车道,巨大的想象空间使得氢能产业的投资已开始飞速增长。


  氢能车的示范与探索

  “广东是氢能推广比较早的省份。广东的氢能落地有个很重要的特点,就是政府推动力度大,相关企业的行动也非常快。”中国石化广东石油分公司有关负责人表示。作为制氢产氢大户,中石化早早开始与地方政府合作推动加氢站建设。

  早在2009年,佛山市政府已经着手氢能产业布局,在国内首先打造“一主四副”氢能源产业基地,这也是为什么国内首座油氢合建站会建在佛山的重要原因。

  2016年,国内首条自主研发的氢燃料电池城市客车正式在佛山亮相。

  2017年,国内首座商业化加氢站——瑞晖加氢站在南海建成,拉开了佛山地区加氢网点建设的序幕。

  2019年7月,中国石化在佛山南海建成国内首座油氢合建站——樟坑油氢合建站。“使用油氢合建站的方式建设氢能网点,被业界认为是‘最合适’的建站方式。在加油站现有网点基础上增加加氢业务,一来节省土地资源,二来可以充分发挥油品销售企业在管理、人才上的优势。2020年,运营一年即实现商业化盈利。”该负责人介绍。

  根据《规划》,2025年我国氢燃料电池车辆保有量要达到约5万辆,布局一批加氢站。《广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计划(2022—2025年)》提出,到2025年广东示范城市群要形成一批技术领先并具备较强国际竞争力的龙头企业,实现推广1万辆以上燃料电池汽车目标,年供氢能力超过10万吨。

  氢燃料电池汽车作为氢能应用重要示范窗口,众多企业加速布局这一赛道,氢燃料汽车作为重要商业应用场景关注度也毋庸置疑。

  如果仅仅作为车用动力,氢能车已然很难复制电动车的荣光。但是,氢能作为一种清洁能源和工业原料,它的用途应该有更广阔的前景。

  氢燃料电池是一个发电装置

  “将燃料电池汽车这一交通端应用作为示范窗口,其重要性是不言而喻的。但有部分人容易将氢能简单等同于燃料电池,将燃料电池等同于燃料电池汽车,然后与电动汽车作比较,这样的理解存在偏颇,也降低了整个氢能产业的重要性。”加拿大国家工程院院士、鸿基创能副董事长兼首席技术官叶思宇强调,氢能产业除了在交通领域外,在工业、农业、发电等领域都有其独到的用处。

  从能源结构的转型和调整来说,氢能很好地起到了串联从能源制取到能源使用两端的作用,在“双碳”目标下的重要性不言而喻。

  “氢能未来的爆发点很多,比如在发电领域、化工领域,事实上这些领域的大量需求反而可以带动交通领域用氢成本下降。”叶思宇指出。

  在广东,氢能应用场景正在不断拓展。在宝钢股份湛江钢铁基地,百万吨级氢基竖炉本体钢结构已顺利封顶,正在加快建设施工,计划2023年底建成投产。氢基竖炉是“减碳神器”,这座氢基竖炉将使用天然气、焦炉煤气和大比例氢气生产100万吨年产量的优质直接还原铁,相对传统铁前全流程高炉炼铁工艺同等规模铁水产量,每年可减少二氧化碳排放50万吨以上,这也是国内首座百万吨级氢基竖炉。

  “氢气在电网的应用场景在南沙小虎岛智慧能源站几乎齐活了。”广州供电局氢能源研究中心总经理雷金勇告诉记者,能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化,很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动大的难题。同时,能源站是能源网和交通网融合的新型能源基础设施,对于粤港澳大湾区构建新型电力系统和新型能源体系有重要意义。

  氢储能与电化学储能具有本质的区别,氢燃料电池本质是一个发电装置。雷金勇介绍,能量维度上,氢储能容量大,容量规模可达百吉瓦级别;时间维度上放电时间长,可实现小时至季度、甚至更长周期的放电调节;空间维度上氢储运方式灵活多样,不需要特定的地理条件且不会破环生态环境。“氢储能可大规模长周期进行能量存储,作为良好的调峰电源;氢储能可大规模大范围进行能量转移,解决源荷空间错配问题;氢储能可大规模跨行业进行能量消费,实现全社会深度脱碳。”

  “整个氢能产业链可以分为上游制氢、中游运氢、下游用氢,上中下游共同打开一个氢能大市场,也互为动力和制约。”业内人士认为。

  绿氢的未来

  近日,国家标准委与国家发改委、工信部、生态环境部、应急管理部、国家能源局联合印发《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》(以下简称《指南》)。这是我国国家层面首个氢能全产业链标准体系建设指南。

  从2019年3月,国务院《政府工作报告》首次提及氢能开始,发展氢能产业无疑已成为保障国家能源安全、优化能源生产、消费结构、推进能源清洁低碳转型、落实“双碳”目标和引领带动经济社会发展的重要战略举措。

  全国各地对发展氢能产业的意愿不断增强,密集出台支持政策。以广东为例,2020年《广东省培育新能源战略性新兴产业集群行动计划》提出推进可再生能源制氢,此后又陆续发布了《广东省加快氢燃料电池汽车产业发展实施方案》《广东省构建新型电力系统推动电力高质量发展行动方案(2021—2025年)》《广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计划(2022—2025年)》,各地市也陆续发布了多项政策及规划支持氢能产业发展。

  “广东省在支持和推动氢能发展方面走在全国前列,积累了较为丰富的经验。在此基础上,可以进一步深化和细化区内氢能产业的规划,特别是注重现有和新出政策的配套和协调,进一步打通部门之间和区域之间的‘堵点’,使政策执行更为通畅和高效,进一步降低政策(包括执行层面)的不确定性,增强投资者的信心。”安永大中华区能源与资源行业业务合伙人鲁欣建议,围绕氢能制、储、输、加、用等环节,要发挥氢能消纳能力强、应用场景丰富的优势,例如氢能重卡、氢能船舶、P2X等,政府还可以通过类似政策倾斜和激励等手段,强化需求侧的培育,以需求带动价值链前端的发展。

  此外,鲁欣特别提到,在供给侧方面,建议加大力度探索海上风电电解水制氢的发展路径,缩短供给侧短中期内依赖灰氢的时间。通过可再生能源发展绿氢,才是未来方向。


(南方日报)


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