氫有望成為我國能源戰略的重要部分
氫能具有燃燒熱值高、清潔無污染、利用形式多、可儲能等優點。11日發布的《中國氫能源及燃料電池產業發展研究報告》提到,我國是第一產氫大國,具有豐富的氫源基礎;到2050年氫在我國終端能源體系占比至少達10%,廣泛應用于交通、化工原料、工業、建筑等領域,成為我國能源戰略的重要組成部分。
氫氣燃燒生成水,可循環利用;來源廣泛,既可借助傳統化石能源如煤炭、石油、天然氣等低碳化技術制取,也可以通過風、光、水等可再生能源制備;此外,中國市場巨大、應用前景廣闊。
盡管如此,我國氫能發展在燃料電池基礎研究和技術發展、氫能產業裝備制造、標準法規、政策等方面仍存在不少瓶頸。
氫能是21世紀“終極能源”
氫(H),在元素周期表中位于第一位,廣泛存在于自然界。氫能是指氫和氧進行化學反應釋放出的化學能,是一種清潔的二次能源,具有能量密度大、燃燒熱值高、來源廣、可儲存、可再生、可電可燃、零污染、零碳排等優點,有助于解決能源危機以及環境污染等問題,被譽為21世紀的“終極能源”。
據世界氫能協會預計,到2050年全球環境20%的二氧化碳的減排要靠氫氣來完成;氫能將創造3000萬就業崗位,減少60億噸的二氧化碳排放,創造超過2.5萬億美元的市場價值。氫能汽車將占到全球的車輛的20%到25%,并承擔18%以上的能源需求,主導脫碳社會。
縱使氫能具有這么多的優點和優勢,但對于大多數能源消費者來說,還比較陌生,似乎依然處于一種“概念性”階段。然而,全國氫能標準技術委員會高級顧問陳霖新介紹,氫能早已過了“概念性”的階段,現在要進入踏踏實實干的階段。經過多年努力,氫氣作為原料氣體及工業氣體,其生產和應用在中國已具有較大規模。據初步統計,用于煉化產品生產和工業生產領域的純度大于或等于99%的氫氣年產量約為700億立方米(約600萬噸),其中從各類含氫排放氣或馳放氣、煤制合成氣、天然氣轉化氣、甲醇轉化氣等提純獲得的氫氣約占90%以上,以水電解制氫獲得的氫氣占比2%-4%。
隨著氫能應用技術發展逐漸成熟,以及全球應對氣候變化壓力的持續增大,氫能產業的發展在世界各國備受關注,日本、美國、歐盟等發達國家相繼將發展氫能產業提升到國家能源戰略高度,在氫能源產業化應用方面邁出了實質性步伐,無論是政府還是產業資本都在積極推動氫能產業的發展。
加氫站數量少、基礎設施發展滯后便是其中之一。
“我國已建成正式運營的加氫站大概15座,其中約10座為固定式,且大部分的加氫能力在200公斤以下。”中國工程院院士顧大釗認為,基礎設施發展滯后的原因主要是核心設備技術指標落后、現階段氫氣需求量小、投資成本高等。
分領域看,交通領域是氫能和燃料電池初期應用的主要市場。中國氫能聯盟理事長、國家能源集團總經理凌文介紹,未來氫能將在小汽車、軌道交通、船舶、航天、物流系統、礦用車等領域廣泛應用。以乘用車為例,到2030年,將發展100萬輛燃料電池車,在建加氫站1000座;到2050年,氫燃料電池車和發電均實現大規模應用。
氫能發展前途無量
近年來,我國對發展氫能產業高度重視,出臺了系列有利于氫能和發展的相關產業政策。2016年4月,國家發展改革委、國家能源局等聯合發布的《能源技術革命創新行動計劃(2016—2030年)》,提出了能源技術革命重點創新行動路線圖,部署了15項具體任務,“氫能與燃料電池技術創新”位列其中,標志著氫能產業已被納入國家能源戰略;2016年6月,國家發展改革委、能源局、工信部聯合發布《中國制造2025-能源裝備實施方案》將燃料電池和氫能開發利用作為專門章節;被《國家創新驅動發展戰略綱要(2016)》列為引領產業變革的顛覆性技術;2017年,國家能源局批準多項棄風棄光制氫儲能項目;2018年1月,國家科技部已將“可再生能源與氫能技術”列入重點專項,積極加以支持研究。
據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》預測,到2020年,我國以能源形式利用的氫氣產能規模將達到720億立方米;加氫站數量達到100座;燃料電池車輛達到10000輛;氫能軌道交通車輛達到50列;行業總產值達到3000億元。到2030年,氫能產業將成為我國新的經濟增長點和新能源戰略的重要組成部分,產業產值將突破10000億元;加氫站數量達到1000座,燃料電池車輛保有量達到200萬輛。未來以氫燃料為驅動力的電池汽車,基于廉價高效氫氣制取與儲運技術,將在2030-2050年前后有望進入發展快通道,并可帶領人類走進氫能社會時代。
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