政策鼎力支持

 

“延慶區還有兩座加氫站正在抓緊建設，加上此前建成投產的中國電力中關村延慶加氫站以及距慶園街約5公里的北京石油王泉營加氫站，5座加氫站將共同承擔冬奧會的氫能保障工作，屆時可實現日加注氫氣6.2噸。”上述加氫站負責人介紹，慶園街加氫站每天可為80輛12米公交巴士提供加氫服務，日供氫能力可達1500公斤。中國石化董事長馬永生告訴記者，公司將氫能作為新能源核心業務加速發展，未來五年初步計劃總投資超過300億元。“十四五”期間，中國石化規劃建設加氫站1000座，加氫服務能力達到20萬噸/年。中國石化擁有3萬座加油站，擁有發展氫能業務的網絡優勢。政策推動充電、加氫等設施建設，引導鼓勵氫燃料電池產業發展。同時，為深入打好污染防治攻堅戰，將實施清潔柴油車（機）行動，推動氫燃料電池汽車示范應用，有序推廣清潔能源汽車。11月18日，交通運輸部印發《綜合運輸服務“十四五”發展規劃》，提出加快充換電、加氫等基礎設施規劃布局和建設。北京、山東等地紛紛出臺氫能產業發展規劃及實施方案，并制定了具體建設目標。根據《北京市氫能產業發展實施方案（2021-2025年）》，2025年前培育10家至15家具有國際影響力的產業鏈龍頭企業，京津冀區域累計實現氫能產業鏈產業規模1000億元以上。中國氫能聯盟數據顯示，到2025年我國氫能產業產值將達1萬億元，氫氣需求量將接近6000萬噸，實現二氧化碳減排約7億噸。氫能被認為是極具發展前景的二次能源，具有清潔低碳、高熱值、高轉化率等優勢。發展氫能對于能源領域節能減排、深度脫碳、提高利用效率意義重大。氫能產業鏈涉及廣泛，包含上游制氫、中游儲運及下游應用等環節。

 

發展“綠氫”成共識

 

在寶豐能源光伏制氫工廠，標有“綠氫H2”“綠氧O2”的大型儲氣罐在陽光下矗立，車間里多個氫分離器、氫氣純化裝置有序排列，而距離工廠1公里的地方一片片光伏發電板鑲嵌在曠野里。寶豐能源氫能項目負責人王箕榮告訴記者，成片的光伏發電板組成20萬千瓦光伏發電裝置，加上產能為每小時2萬標方氫氣的電解水制氫裝置，共同組成寶豐能源氫能產業項目。“以光伏產生的電能作為動力，使用電解槽制取‘綠氫’和‘綠氧’，進入寶豐能源的烯烴生產系統，替代過去的煤。‘綠氫’綜合制造成本僅為0.7元/標方。”王箕榮預計，該項目年底前將有30臺電解槽投產，全部投產后可年產2.4億標方“綠氫”和1.2億標方“綠氧”，每年減少煤炭資源消耗約38萬噸，減少二氧化碳排放約66萬噸。未來，公司將向制氫儲能、氫氣儲運、加氫站建設方向綜合發展，并通過與城市氫能源示范公交線路協作等方式拓展應用場景，實現氫能全產業鏈一體聯動。“綠氫”是指通過可再生能源轉化的電力電解水所制備的氫氣。電解水技術主要包括堿性水電解技術、質子交換膜（PEM）電解水技術以及固體氧化物電解槽技術。今年3月，隆基股份與朱雀投資合資成立氫能公司。隆基股份總裁李振國對記者表示，發展“綠氫”需從降低電解水制取設備以及光伏發電成本方面著手。同時，提高電解槽效率，降低電耗。隆基股份的“光伏+制氫”模式，選擇堿性水電解作為發展方向。“從設備制造成本看，質子交換膜電解水的電極材料選用鉑、銥等貴金屬，設備制造成本居高不下。而堿性水電解選用鎳作為電極材料，成本大幅降低，可以滿足將來電解水制氫市場的規模化需求。”李振國表示，近10年來，堿性水電解設備的制造成本已降低60%，未來通過技術和生產裝配工藝升級，可進一步降低設備制造成本。在降低光伏發電成本方面，李振國認為主要包括兩部分：降低系統成本和提升生命周期發電量。“在全年光照1500小時以上地區，隆基的光伏發電成本技術上可以達到0.1元/度電。”聯美控股計劃布局氫氣存儲及加氫站建設運營等環節。聯美控股總工程師武海濱表示，氫能機會蘊藏在交通運輸、燃料電池以及儲能領域，氫能市場將是萬億元甚至十幾萬億元規模的大市場。加氫站設備供應商厚普股份董秘胡莞苓告訴記者，厚普股份加大氫能源領域投資，已在加氫站設備領域成功研發出多項核心零部件，填補了國內多項技術空白，且成本不斷下降。在加氫站建設領域，厚普股份已逐步形成從設計到部件研發、生產、成套設備集成、加氫站安裝調試和售后服務等覆蓋整個產業鏈的服務能力。“厚普股份與中國石化在加氫站建設方面有直接合作，將不斷深化完善產業鏈，目前正在研究開發低壓固態儲氫裝備及活塞式氫氣壓縮機等。”胡莞苓說。中泰股份專注氫能儲運。公司董秘周娟萍表示，氫儲運需要將其液化。公司的板翅式換熱器已在大型制氫實驗裝置中采用。氫氣液化是深冷技術的制高點，也是公司研發的立足點。“‘綠氫’方面，將依托我們的工程能力，與電解水廠家合作，將氫液化后儲運。總體思路是降低提純、液化成本，解決運輸問題。”周娟萍說。此外，美錦能源將把上游氫氣供應、中游裝備制造和下游運營打造成產業平臺，為后期的清潔能源產業發展提供支撐。

 

氫能產業發展仍存諸多掣肘

 

有研科技集團首席專家蔣利軍告訴記者，從制氫環節看，目前比較成熟的制氫方法有堿性水電解、水煤氣和重整制氫等，而PEM等新型電解水制氫方法正在加快推進。“我國堿性水電解制氫裝備在成本上具有競爭力，但能效偏低，制取1立方米氫綜合能耗為5至5.5度電，而國外可以控制在5度電以下。”儲氫是目前氫能產業發展的一大瓶頸。蔣利軍認為，理想的儲氫方式要求高儲氫密度、快速吸/放氫速度，同時要求使用壽命長、安全性能好、成本低。“目前，70兆帕下的高壓儲氫技術已在燃料電池汽車中廣泛使用。高壓車載儲氫技術已能滿足燃料電池汽車行駛500公里的要求，但仍需降低成本，提高儲氫密度。”而氫燃料電池的關鍵材料、氫氣循環泵等設備依賴進口，存在技術壁壘，燃料電池可靠性也亟待提高。氫能產業鏈長，涉及的關鍵核心技術多。中集集團總裁戰略顧問鄭賢玲表示，不少核心技術如燃料電池、PEM制氫、液態儲氫、碳纖維材料等與世界先進水平還存在差距。國金證券分析師張帥認為，我國已在氫能產業鏈上取得不少進步。氫能產業發展是逐步推進的過程，包括“足夠量的氫”“足夠量且便宜的氫”以及“足夠量且便宜的‘綠氫’”。蔣利軍建議，以應用為導向，以系統集成為主線，加快解決材料和部件的自供問題；以企業為主導，以資本為紐帶，集中國內優勢單位，建立協同創新聯盟，上下游密切結合，資源共享，快速研發；燃料電池汽車和分布式電站同步發展，分布式發電與可再生能源微電網密切結合。初期在示范車輛不足的情況下，加氫站宜建混合站，以油養氫。“氫能核心關鍵技術已具備規模化生產條件，原理上實現了閉環。未來在物聯網體系下，PEM制氫、可再生能源與氫的耦合可以獲得更高的綜合效率。”鄭賢玲說。