我国氢能产业“遍地开花”,能否统筹协调下好全国“一盘棋”?

氢能加 2022-10-19
3438 字丨阅读本文需 8 分钟

自今年国家发改委、国家能源局联合发布氢能中长期发展规划以来,河南、山西、辽宁、上海、内蒙古等省市及数十个地级市相继发布了氢能产业规划或扶持政策,还有多个省市正在酝酿出台氢能产业规划。氢能产业正呈现出“遍地开花”的局面。

在多地密集出台氢能产业支持政策的同时,政策中要求建设“氢谷”、“氢岛”、“氢能产业园”等字眼也密集出现,各地氢能产业“一窝蜂”无序发展现象也愈发凸显。如何打造各具特色的氢能产业链,避免无序发展、资源浪费?

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潜力巨大的氢能产业

当前,面对日趋严峻的气候挑战,我国立足碳达峰、碳中和目标,积极推动氢能产业发展,氢能产业发展潜力正逐渐释放。中国工程院院士、中国工程院原副院长干勇表示,保守估计,2050年氢在我国终端能源体系占比约10%,2060年占比将达约15%,成为我国能源战略的重要组成部分,氢能将纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,共同成为我国终端能源体系的消费主体,带动形成十万亿级的新兴产业。

氢能产业的巨大机遇,得益于其在应对气候变化和推动能源系统转型中的优势。“氢能将在未来能源生产和消费中扮演重要角色,”中国科学院院士、中国产业发展促进会氢能分会专家委员会主任徐春明表示,氢能有助于推动传统能源向低碳清洁能源转型,推动能源动力转型和保障能源供应安全,同时还是实现各种能源之间高效转化的理想媒介,以及实现传统化石能源清洁化的有效途径。

在中国科学院院士、中国科学院化学所研究员、发展中国家科学院院士韩布兴看来,科学技术的重大进步是实现碳中和的重要保障。“碳中和涉及多学科领域,最核心的科学问题是物质转化和能量转换。”他强调,氢为物质与能量转换提供了有效的解决方案,用可再生能源制氢及其有效应用是利用可再生能源的重要途径。

从全球来看,随着近年来各国支持政策的加速出台,氢能逐渐成为全球竞争与合作的“新赛道”。“根据国际能源署(IEA)2050年净零排放目标,为了2050年实现净零排放,氢能将被广泛应用在多个能源部门,并且需要提高到目前应用水平的六倍以上。”据澳大利亚技术科学与工程院院士、新南威尔士大学教授甄崇礼介绍,作为世界第三大能源出口国,“澳大利亚希望新能源、氢能能在未来成为其能源出口的重要部分,把丰富的‘阳光’出口到全世界。”

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我国氢能产业现状

1、技术自主创新取得突破,进口替代成效显著

氢气制储运加环节:制氢方面,我国大型煤制氢、天然气制氢技术及装备世界领先;碱性电解槽技术并跑国际先进水平;质子交换膜电解槽(PEM)技术进步较大,但仍跟跑国际先进水平;固体氧化物电解池(SOEC)技术处于实验验证阶段。车载储氢容器方面,我国三型瓶技术成熟并实现全国产化,四型瓶初步具备量产水平。储运方面,我国仍以20MPa压缩氢气运输为主,液氢、固态储氢、50MPa压缩气体运输技术及装备取得显著进步,但与国际一流水平差距明显;98MPa固定储氢容器和45MPa(含以上)固定储氢瓶组性能指标基本达到国际先进水平。加氢站技术及装备方面,45MPa隔膜式和液驱式氢气压缩机已具备产业化能力;90MPa氢气压缩机核心技术取得突破;加氢机整机开发实现国产化,但阀门、流量计等关键部件仍依赖进口。

燃料电池及零部件环节:关键材料方面,近几年技术有所突破,但整体水平对比世界先进仍有较大差距,产品对外依赖度较大。质子交换膜和气体扩散层(碳纸)技术水平显著提升,但产业化仍有待突破;催化剂已实现量产,但仍跟跑国际先进水平。核心零部件方面,膜电极、空压机、双极板等国产化进展迅速,正在快速缩小与国际先进水平的差距,2020年成本同比降幅达30%以上;电堆与系统集成技术水平与国际并跑,并向高功率、高集成、低成本方向发展。氢气循环泵总体处于跟跑状态,但国内企业积极推动技术攻关,已取得一定进展。固体氧化物燃料电池(SOFC)方面,我国拥有全球最大的陶瓷电解质膜片供应商,5kW级SOFC电堆及系统已开发成功。

2、政策驱动效应凸显,重点区域示范叠加央企入场加速推动氢能产业

“十三五”时期是氢能产业起步加速期,国家层面相继出台了多项战略规划与政策,包括《国家创新驱动发展战略纲要》《“十三五”国家科技创新规划》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》等,明确了氢能产业的发展目标、路径与保障举措。2020年,《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》、《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》、《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,以及《新时代的中国能源发展》、《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》、《“十四五”可再生能源发展规划》、白皮书等相继发布,产业政策导向更精准、更强调发挥市场作用。此外,随着国家燃料电池汽车示范城市群项目启动,加之各省都在“十四五”规划和2035年远景目标纲要中明确氢能发展建设,由此氢能产业发展将全面提速。

2017年以来,我国氢能已逐步建立起制储运加用等重点环节较完整的产业链,初步具备了规模化发展的基础。京津冀、长三角、珠三角、成渝、山东及环武汉等地区先发优势明显,示范带动作用和对优势企业的吸引力不断增强,集聚效应初步显现。我国能源中央企业纷纷布局氢能业务,依托自身技术基础和资源优势,积极创新发展模式,推动与地方政府及相关企业在氢能领域开展战略合作,迅速成为我国氢能产业加快发展的重要力量。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》显示,我国氢气年产能约4100万吨,产量约3342万吨,是世界第一产氢国。

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规划大同小异,如何实现差异化发展?

纵观现阶段各地区出台的氢能发展规划,几乎全部涵盖氢能制、储、运、加、用全产业链,布局制氢、储氢装备以及氢燃料电池等关键设备制造。“求大求全,别人干我也干”是目前部分地区发展氢能产业的通病。

“很多的氢能规划,在燃料电池、加氢站等方面展现出相似的布局套路,趋同性较强。”中科院大连化学物理研究所张家港产业技术研究院院长韩涤非表示,随着产业的进一步发展,应该从产业链的角度思考、选择最适合该地区发展的产业环节,结合地域性差异、自身特点,找到市场切入点。

对外经贸大学中国国际碳中和经济研究院执行院长董秀成也建议,各地区应从资源禀赋、技术能力产业基础、市场空间以及地方财力等多方面系统谋划,充分利用氢能的特点和优势,发挥其在可再生能源消纳、增强能源系统灵活性与能源网络智能性等方面的重要作用,更好地与既有的各种能源品种相互耦合互动,理性布局氢能产业,避免跟风盲从和同质化、低水平重复投资。

可喜的是,目前已有部分地区开始注重利用自身优势,走差异化发展道路。

比如内蒙古作为中西部欠发达地区,近年来该地区的氢能产业正强势崛起。《内蒙古自治区“十四五”氢能发展规划》指出,利用风光制氢成本低和氢能应用场景多优势,通过技术引进和行业领军企业带动等方式,发展新能源制氢、氢能装备制造、储运基础设施、氢能综合应用。

内蒙古自治区能源局二级巡视员白振华表示:“内蒙古地区有丰富的可再生能源和显著的电价优势,电解水制氢优势明显;同时氢能应用场景较多,氢能汽车、氢能化工和氢储能需求潜力大。”

基于此,内蒙古将从绿氢与工业结合、氢能和新能源深度融合、围绕矿产资源开发发展氢能重卡三个方面重点推进内蒙古氢能产业发展,走出一条通过氢能留住“风电、光伏”,多能互补、绿色低碳的特色道路。

与此同时,越来越多的地区将区位优势与氢能产业发展进一步融合。

比如煤炭大省山西依托焦炭产业优势,提出围绕“绿色炼焦—焦炉煤气制高纯氢—制、储、运、加氢等设备及产品”打造氢能产业链;《四川省氢能产业发展规划(2021-2025年)》明确以各地自然资源禀赋及现有氢能相关产业为基础,依托攀枝花等地丰富水电资源开展电解水制氢等。

这些地区的氢能发展策略可为一些盲目发展氢能的地区所借鉴。

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能否统筹协调,下好全国“一盘棋”?

现阶段为了更快发展氢能,各地区纷纷着力打造产业生态闭环。但长期在一个地区内闭环式发展氢能产业链,也不利于我国氢能产业整体高质量发展。

华中师范大学教授周洪宇认为,应该按照“全国一盘棋”的思想,建立统一协调的发展机制:一方面,要做好顶层规划与统筹;另一方面,不同企业、地方发展氢能产业的条件和基础不一样,要充分发挥各主体的优势和条件,做到错位发展、优势互补、互利共赢,推动氢能产业更快、更好发展。

四川博能燃气股份有限公司总工程师彭雪峰则表示,不同地区发展氢能既有共性也有特性,统筹协调发展尤为关键。根据不同地方特点处理好氢能政策与市场机制、氢能技术与市场、氢能供应与需求之间的相互关系,避免“一刀切”,在总体规划制定后进一步推进后续细则落地,保证政策的连续性,加快氢能产业发展。

相较于某些地区而言,部分示范城市群已开始利用不同地方资源禀赋和产业基础,致力于实现产业链高效整合,打造氢能发展“样本”。

以上海城市群为例,上海市负责关键零部件技术全面突破、多场景商用示范、商业模式探索;淄博市和南通市重点负责质子交换膜、空气压缩机两大关键部件的技术攻关与产业化应用;苏州市、嘉兴市、鄂尔多斯市、宁东能源化工基地,重点负责示范应用场景的挖掘以及清洁低碳氢的规模化应用。

但客观而言,未来氢能产业究竟能否真正实现高质量发展,还要看统筹协调发展的成效如何。

文章来源: 专业代写商业计划书可行性报告,国家能源局,高工氢燃料电池

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