全球最大綠色氫氨項(xiàng)目在內(nèi)蒙古投產(chǎn)、全球首個(gè)30兆瓦級(jí)純氫燃機(jī)示范項(xiàng)目開(kāi)工、全球首次綠色船用氨燃料加注作業(yè)在遼寧大連完成、首批氫能兩輪車商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目在廣東東莞落地……今年以來(lái)，重大氫能項(xiàng)目接連落地，氫能應(yīng)用場(chǎng)景多點(diǎn)開(kāi)花，氫能高質(zhì)量發(fā)展呈現(xiàn)良好態(tài)勢(shì)。
氫能作為一種清潔、高效的能源載體，以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)被視為未來(lái)能源體系的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的客觀需要。近日，在中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)、內(nèi)蒙古自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)主辦的2025氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上，與會(huì)專家表示，氫能在新型能源和工業(yè)體系中具有不可替代的作用，要堅(jiān)持綠色低碳轉(zhuǎn)型，持續(xù)推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，堅(jiān)定不移推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
“制儲(chǔ)輸用”全面開(kāi)花
在全球應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)的大背景下，氫能已成為全球主要國(guó)家加快能源轉(zhuǎn)型升級(jí)、培育經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的重要戰(zhàn)略選擇。目前，已有60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)將氫能納入能源戰(zhàn)略。日本提出“氫能社會(huì)”愿景，在燃料電池汽車、家用燃料電池系統(tǒng)方面走在世界前列；歐盟通過(guò)“氫能戰(zhàn)略”，大力推動(dòng)綠氫生產(chǎn)和應(yīng)用，并在工業(yè)脫碳和能源存儲(chǔ)方面取得了積極進(jìn)展；美國(guó)在高效電解槽、先進(jìn)燃料電池等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新方面表現(xiàn)突出。
我國(guó)通過(guò)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，制定產(chǎn)業(yè)政策，深化技術(shù)創(chuàng)新，有序探索項(xiàng)目落地模式，氫能產(chǎn)業(yè)“制儲(chǔ)輸用”各環(huán)節(jié)呈現(xiàn)積極發(fā)展態(tài)勢(shì)。目前，我國(guó)建成可再生能源制氫項(xiàng)目產(chǎn)能占全球比例超50%，成為可再生能源制氫及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展引領(lǐng)者。“三北”地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，一批項(xiàng)目建成投運(yùn)，逐步貫通氫能制取—儲(chǔ)運(yùn)—應(yīng)用全流程，發(fā)揮了較好示范作用。同時(shí)，我國(guó)積極推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、創(chuàng)新鏈合作，參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系建設(shè)，為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。
“建設(shè)新型能源體系是實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的重要途徑，綠色氫能產(chǎn)業(yè)在其中扮演重要紐帶作用。”水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院院長(zhǎng)助理彭爍君表示，在新型電力系統(tǒng)中，發(fā)展氫能可促進(jìn)可再生能源消納，實(shí)現(xiàn)跨季能源平衡，管道輸氫技術(shù)也可與特高壓電力輸送形成有效補(bǔ)充。在新型煤炭系統(tǒng)中，煤電摻氨可解決煤電綠色低碳轉(zhuǎn)型問(wèn)題，在煤化工中進(jìn)行綠氫替代，可提高煤炭利用效率并減少碳排放。在新型油氣系統(tǒng)中，綠氫可與天然氣摻混用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電與城鎮(zhèn)天然氣替代，綠色氫、氨、醇可對(duì)傳統(tǒng)的油氣進(jìn)行綠色替換，用于交通和工業(yè)領(lǐng)域，支持可再生能源在非電領(lǐng)域發(fā)揮減碳作用。
彭爍君認(rèn)為，近期看，日本、韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)化工巨頭對(duì)綠氨的進(jìn)口需求，中遠(yuǎn)海運(yùn)、馬士基等國(guó)際航運(yùn)龍頭對(duì)綠色甲醇的需求，是短期內(nèi)刺激我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)之一。遠(yuǎn)期看，氫能貿(mào)易和投資流動(dòng)將催生新的相互依存模式，大力發(fā)展可再生能源制氫并積極參與國(guó)際貿(mào)易，可為中國(guó)參與構(gòu)建國(guó)際能源秩序提供良好契機(jī)。
推動(dòng)電氫協(xié)同發(fā)展
“我們要清醒地認(rèn)識(shí)到，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn)。”中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)會(huì)長(zhǎng)于彤坦言，政策體系尚不完善、制取成本相對(duì)較高、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)有待突破、應(yīng)用場(chǎng)景有待拓展等，在一定程度上制約著氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
近年來(lái)，隨著光伏、風(fēng)電技術(shù)加速成熟，可再生能源發(fā)電經(jīng)濟(jì)性日益凸顯，帶動(dòng)新能源進(jìn)入快速發(fā)展階段。據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2030年，我國(guó)風(fēng)電和光伏裝機(jī)將達(dá)到28億千瓦至30億千瓦，較2020年增長(zhǎng)5倍到6倍。屆時(shí)僅憑特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，難以滿足風(fēng)光發(fā)電全額并網(wǎng)消納需求。
西南石油大學(xué)碳中和首席科學(xué)家雷憲章認(rèn)為，采取“能電則電，能氫則氫”戰(zhàn)略，通過(guò)電氫協(xié)同發(fā)展模式，可有效促進(jìn)可再生能源高質(zhì)量發(fā)展。
制氫和儲(chǔ)運(yùn)氫成本高是當(dāng)前制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大關(guān)鍵因素。離網(wǎng)制氫技術(shù)是破解電解水制氫成本困境的可行方案。雷憲章表示，當(dāng)制氫電價(jià)降至每千瓦時(shí)0.15元至0.2元，離網(wǎng)制氫將具備經(jīng)濟(jì)性。不同電解水制氫技術(shù)各具優(yōu)勢(shì)，離網(wǎng)制氫場(chǎng)景下，采用堿性電解槽、質(zhì)子交換膜電解槽、可逆固體氧化物燃料電池耦合方案，在風(fēng)光發(fā)電時(shí)段進(jìn)行綠氫制取，在無(wú)風(fēng)無(wú)光時(shí)段，將可逆固體氧化物燃料電池切換至燃料電池模式，利用存儲(chǔ)的氫氣反向發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)零碳制氫的閉環(huán)自洽。
液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫技術(shù)是破解氫儲(chǔ)運(yùn)安全與成本困境的重要方案。液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫技術(shù)通過(guò)加氫反應(yīng)，將氫氣固定于芳香族有機(jī)化合物中，實(shí)現(xiàn)氫能的安全穩(wěn)定儲(chǔ)存。雷憲章說(shuō)：“液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫技術(shù)可利用現(xiàn)有油輪、油罐車等運(yùn)輸工具，實(shí)現(xiàn)‘運(yùn)氫像運(yùn)水一樣方便，儲(chǔ)氫像儲(chǔ)油一樣安全’。”
氫能規(guī)模化落地還亟需打通應(yīng)用場(chǎng)景。內(nèi)蒙古包頭市是全國(guó)能源消耗總量排名靠前的地區(qū)，也是綠色轉(zhuǎn)型壓力較大的地區(qū)，氫能成為當(dāng)?shù)赜媚芙K端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。內(nèi)蒙古自治區(qū)黨委常委、包頭市委書記陳之常介紹，包頭將圍繞綠氫“制儲(chǔ)輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展，進(jìn)一步做大綠氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模，完善配套基礎(chǔ)設(shè)施，拓展應(yīng)用場(chǎng)景，做強(qiáng)科技支撐，打造全國(guó)重要的氫能裝備制造基地。
雙重屬性優(yōu)勢(shì)凸顯
氫能兼具工業(yè)原料和能源產(chǎn)品雙重屬性，是解決工業(yè)脫碳的重要可行方案。可再生能源制氫不僅能解決可再生能源儲(chǔ)存問(wèn)題、增加能源系統(tǒng)靈活性，還可通過(guò)工業(yè)流程再造，助力難以直接采取電氣化手段實(shí)現(xiàn)脫碳的行業(yè)完成低碳與零碳化改造。
目前，氫能在我國(guó)工業(yè)體系中主要發(fā)揮原料屬性功能，應(yīng)用多集中在合成甲醇、合成氨、煉化和煤化工等領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2050年，綠氫作為工業(yè)原料和能源產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)與作用將得到充分體現(xiàn)。
綜合相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2050年，氫能作為工業(yè)原料，在氨、醇、烯烴等化工領(lǐng)域的需求量約2000萬(wàn)噸/年，在冶金領(lǐng)域作為還原劑等的需求量約700萬(wàn)噸/年；氫能作為能源產(chǎn)品，通過(guò)摻燒供熱或發(fā)電，替代傳統(tǒng)化石燃料的需求量約1500萬(wàn)噸/年，各類運(yùn)輸工具對(duì)氫或氫基綠色燃料的需求量也非常大。
“氫能依托其雙重屬性優(yōu)勢(shì)，將在燃料和原料協(xié)同發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。未來(lái)5年，氫能將加速呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢(shì)，并成為經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)。”北京大學(xué)能源研究院副院長(zhǎng)楊雷說(shuō)。
展望“十五五”時(shí)期，彭爍君預(yù)計(jì)，在經(jīng)濟(jì)性方面，綠氫、綠氨將初步具備價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在應(yīng)用趨勢(shì)方面，以滿足國(guó)外需求的綠色甲醇燃料和燃料電池重卡為主的氫能應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展；化工灰氫替代、氣電摻氫、天然氣管道摻氫等應(yīng)用將成為局部地區(qū)的發(fā)展重點(diǎn)；燃料電池發(fā)電、煤電摻氨、氫冶金等領(lǐng)域應(yīng)用以項(xiàng)目示范為主。綜合研判，“十五五”時(shí)期綠氫需求規(guī)模為240萬(wàn)噸/年至430萬(wàn)噸/年。
為持續(xù)推動(dòng)氫能高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長(zhǎng)邊廣琦表示，將強(qiáng)化政策引領(lǐng)，在“十五五”能源發(fā)展規(guī)劃中進(jìn)一步明確氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)路徑，推動(dòng)氫能項(xiàng)目和基礎(chǔ)設(shè)施科學(xué)布局，推進(jìn)氫能“制儲(chǔ)輸用”全鏈條協(xié)調(diào)發(fā)展；堅(jiān)持科技創(chuàng)新，加強(qiáng)對(duì)能源科技創(chuàng)新平臺(tái)、科技攻關(guān)、集成應(yīng)用示范等方面支持力度，推動(dòng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合發(fā)展；拓展應(yīng)用場(chǎng)景，持續(xù)推動(dòng)氫能在能源、化工、交通、冶金等領(lǐng)域推廣應(yīng)用，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。
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