氢有望成为我国能源战略的重要部分
氢能具有燃烧热值高、清洁无污染、利用形式多、可储能等优点。11日发布的《中国氢能源及燃料电池产业发展研究报告》提到,我国是第一产氢大国,具有丰富的氢源基础;到2050年氢在我国终端能源体系占比至少达10%,广泛应用于交通、化工原料、工业、建筑等领域,成为我国能源战略的重要组成部分。
氢气燃烧生成水,可循环利用;来源广泛,既可借助传统化石能源如煤炭、石油、天然气等低碳化技术制取,也可以通过风、光、水等可再生能源制备;此外,中国市场巨大、应用前景广阔。
尽管如此,我国氢能发展在燃料电池基础研究和技术发展、氢能产业装备制造、标准法规、政策等方面仍存在不少瓶颈。
氢能是21世纪“终极能源”
氢(H),在元素周期表中位于第一位,广泛存在于自然界。氢能是指氢和氧进行化学反应释放出的化学能,是一种清洁的二次能源,具有能量密度大、燃烧热值高、来源广、可储存、可再生、可电可燃、零污染、零碳排等优点,有助于解决能源危机以及环境污染等问题,被誉为21世纪的“终极能源”。
据世界氢能协会预计,到2050年全球环境20%的二氧化碳的减排要靠氢气来完成;氢能将创造3000万就业岗位,减少60亿吨的二氧化碳排放,创造超过2.5万亿美元的市场价值。氢能汽车将占到全球的车辆的20%到25%,并承担18%以上的能源需求,主导脱碳社会。
纵使氢能具有这么多的优点和优势,但对于大多数能源消费者来说,还比较陌生,似乎依然处于一种“概念性”阶段。然而,全国氢能标准技术委员会高级顾问陈霖新介绍,氢能早已过了“概念性”的阶段,现在要进入踏踏实实干的阶段。经过多年努力,氢气作为原料气体及工业气体,其生产和应用在中国已具有较大规模。据初步统计,用于炼化产品生产和工业生产领域的纯度大于或等于99%的氢气年产量约为700亿立方米(约600万吨),其中从各类含氢排放气或驰放气、煤制合成气、天然气转化气、甲醇转化气等提纯获得的氢气约占90%以上,以水电解制氢获得的氢气占比2%-4%。
随着氢能应用技术发展逐渐成熟,以及全球应对气候变化压力的持续增大,氢能产业的发展在世界各国备受关注,日本、美国、欧盟等发达国家相继将发展氢能产业提升到国家能源战略高度,在氢能源产业化应用方面迈出了实质性步伐,无论是政府还是产业资本都在积极推动氢能产业的发展。
加氢站数量少、基础设施发展滞后便是其中之一。
“我国已建成正式运营的加氢站大概15座,其中约10座为固定式,且大部分的加氢能力在200公斤以下。”中国工程院院士顾大钊认为,基础设施发展滞后的原因主要是核心设备技术指标落后、现阶段氢气需求量小、投资成本高等。
分领域看,交通领域是氢能和燃料电池初期应用的主要市场。中国氢能联盟理事长、国家能源集团总经理凌文介绍,未来氢能将在小汽车、轨道交通、船舶、航天、物流系统、矿用车等领域广泛应用。以乘用车为例,到2030年,将发展100万辆燃料电池车,在建加氢站1000座;到2050年,氢燃料电池车和发电均实现大规模应用。
氢能发展前途无量
近年来,我国对发展氢能产业高度重视,出台了系列有利于氢能和发展的相关产业政策。2016年4月,国家发展改革委、国家能源局等联合发布的《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》,提出了能源技术革命重点创新行动路线图,部署了15项具体任务,“氢能与燃料电池技术创新”位列其中,标志着氢能产业已被纳入国家能源战略;2016年6月,国家发展改革委、能源局、工信部联合发布《中国制造2025-能源装备实施方案》将燃料电池和氢能开发利用作为专门章节;被《国家创新驱动发展战略纲要(2016)》列为引领产业变革的颠覆性技术;2017年,国家能源局批准多项弃风弃光制氢储能项目;2018年1月,国家科技部已将“可再生能源与氢能技术”列入重点专项,积极加以支持研究。
据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》预测,到2020年,我国以能源形式利用的氢气产能规模将达到720亿立方米;加氢站数量达到100座;燃料电池车辆达到10000辆;氢能轨道交通车辆达到50列;行业总产值达到3000亿元。到2030年,氢能产业将成为我国新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分,产业产值将突破10000亿元;加氢站数量达到1000座,燃料电池车辆保有量达到200万辆。未来以氢燃料为驱动力的电池汽车,基于廉价高效氢气制取与储运技术,将在2030-2050年前后有望进入发展快通道,并可带领人类走进氢能社会时代。
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