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行业新闻

氢能如何轻装上阵?

发布时间:2021-09-30 14:22:44  
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安徽首座综合能源智慧服务站——中国石化安徽芜湖马饮桥站近日正式投营。服务站日供氢能力500公斤,每天可满足30辆氢能源公交车用氢需求,是安徽省首座集加油、加氢、光伏发电、便利店和休闲等多项功能于一体的综合能源服务站。 

  我国是世界第一产氢国,2020年,我国氢能产能4100万吨,产量3300万吨。目前,我国已有20多个省出台了氢产业战略规划。然而,制氢和用氢成本高、产业链和配套设施不完善、标准体系不完善等壁垒仍旧突出。

  在近日召开的2021氢能产业发展论坛暨第十一届全球新能源企业500强峰会上,各方围绕当前氢能产业发展中的问题进行探讨。


  氢能攻坚两大重点:降成本、保安全

  “氢运输成本过高,使氢制取的成本翻了一番,因此降低氢的运输成本是当务之急。”国际可再生能源署技术与创新中心主任道夫·吉伦(Dolf Gielen)在会上表示。

  中国工程院院士彭苏萍借鉴德国、新加坡利用“固体氧化物电解池技术”将传统的集中式制氢模式转变为分布式制氢模式,准备在山东建分布式制氢示范基地,利用集装箱堆叠解决氢储运难题、节省储运成本。

  彭苏萍介绍,固体氧化物燃料电池通过电解水制氢,以及电解二氧化碳制一氧化碳可以使风能、太阳能等高效转化成可持续能源,是未来有前景的能源转化储存和碳中和技术。

  “实现碳达峰、碳中和目标需改变传统发电方式和用能方式。调峰问题是继续拓展应用可再生能源,解决发电方式和用能方式的重要一环,‘固体氧化物技术’适用于电力调峰”,彭苏萍指出,“我们近期正通过在煤矿塌陷区上建设光伏项目,并通过固体氧化物电解池协同制氢,再通过发电用于调峰。”

  用氢安全问题也不容忽视。氢气与原油、汽油、天然气等能源均被列入《危险化学品目录(2015版)》,按危险化学品进行监管。2020年,我国印发能源法征求意见稿,第一次将氢能纳入能源的范畴。

  “氢气易燃易爆,对材料具有腐蚀性等特点,一旦泄漏极易因静电摩擦造成燃烧”,山西省应急管理厅党委书记、厅长王启瑞会上表示,“无论氢作为危险化学品还是能源管理,都应采取有效安全措施,确保安全风险可控。安全是氢能发展的前提。国际国内应用实践证明,只要按照标准法规规范生产、存储及使用氢能,氢能安全可以得到保障。”


  制氢可开发偏远地区可再生能源潜力

  当前,山西正加速推进从“煤都”向“氢都”的转变。山西省副省长王一新在会上表示,作为煤炭大省,山西也是产氢大省,全省氢气年产超过300万吨,有大量化工、钢铁企业,化工尾气、炼钢尾气提氢也是获得廉价氢气的重要途径。同时,山西风、光资源比较丰富,具有电解水制氢的成本优势。在已经出台的山西省“十四五”规划中,氢能作为山西“七大先导性未来产业”重点培育。发展氢能产业,一方面有助于推动煤炭清洁高效开发利用,另一方面有助于解决可再生能源消纳难题,是山西推动能源革命、降低碳排放的难得机遇。加快构建从制氢、储氢到运氢、加氢,以及氢能源应用的完整产业链,是山西当前的重要努力方向。

  不仅山西,我国尤其是西北地区在可再生能源制氢方面有相对优势。“长远来看,制氢成本会取决于具体的地理环境的位置,以及在绿色能源制氢情况下的地方优势”,德勤中国氢能行业合伙人林承宏表示。

  据了解,氢能与以新能源为主体的电力系统具有更强的协同能力,促进制氢成本有效降低。到2030年,我国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上,新能源发展的规模效应、技术创新发展,显著促进了成本下降,给电解水制氢创造了重要的基础和条件。预计2060年中国氢产量将达到1亿吨,其中电解水制氢占比将达80%。

  制氢可以开发偏远地区可再生能源潜力。《中共中央国务院关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》指出,要落实市场导向的绿色技术创新体系建设任务,推动西部地区绿色产业加快发展。

  全球绿色能源协会主席、协鑫集团董事长朱共山表示,我国西部地区广袤的沙漠戈壁滩是氢能源产业发展的广阔腹地,协鑫已经在内蒙古、新疆等地,大量部署绿氢示范基地。西部地区制出的氢不需要远距离输送,当地有煤化工和钢铁消纳条件,有氢气的大量需求。

  朱共山认为,当前所有能源企业都在加大力度进行转型,把风、光、储、氢和能源结构的未来当成企业重大发展战略谋篇布局。预计到2030年,风、光、储55%以上的电力会去制氢,45%左右的电力会上网,氢能市场巨大。此外,氢能源的发展对国家替油战略和能源安全也十分重要。


  氢能有望成为经济发展新增长极

  我国氢能源丰富,氢能产业链长,产业门类全,对国民经济带动性高。从能源端看,氢气制备、工业副产氢制氢、化石燃料制氢、可再生能源制氢等品类丰富;从需求端看,氢的应用场景丰富,为工业、交通、建筑这些重要的耗能领域,尤其是在长途运输、化工钢铁等减排困难的产业提供脱碳的方法。

  道夫·吉伦(Dolf Gielen)表示,氢的脱碳效果显著,可实现总减排量的20%。比如,氢可以降低钢铁行业1/3的减排,即每年降低0.7G瓦/吨。绿氢是能源转型的重要组成部分,可以整合风电加速脱碳。

  液化空气(中国)投资有限公司董事长及气候资本集团董事长路跃兵则表示,氢能在能源转型中作用关键,在贡献良好生态环境的同时确保电网可靠性、安全性和经济性。他指出:“氢能能量密度高,可储存、可反应、清洁零排、灵活多样,是非常好的二次能源介质。可以在能源供给端大规模、高效吸纳可再生能源和发电,调节可再生能源的波动,提高能源系统的韧性。”

  据中国氢能联盟预测,到2025年,我国氢能产业产值将达到1万亿元;到2050年,氢气需求量将接近6000万吨,减排二氧化碳约7亿吨,氢能我国终端能源体系中占比超过10%,产业链年产值达到12万亿元,有望成为经济发展新增长极。


来源|中国环境报

编辑|敬之