我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、問(wèn)題與定位_第1頁(yè)
我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、問(wèn)題與定位_第2頁(yè)
我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、問(wèn)題與定位_第3頁(yè)
我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、問(wèn)題與定位_第4頁(yè)
我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、問(wèn)題與定位_第5頁(yè)
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我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、問(wèn)題與定位內(nèi)容摘要:我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前呈現(xiàn)出三個(gè)特點(diǎn):一是氫氣產(chǎn)量和儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷(xiāo)量世界第一,為我國(guó)氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)利用創(chuàng)造了有利條件;二是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財(cái)稅支持政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等政策框架進(jìn)一步完善;三是地方政府非常重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,全國(guó)31個(gè)省市自治區(qū)均發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。然而,從低碳轉(zhuǎn)型的邏輯看,我國(guó)制氫原料以化石能源為主導(dǎo),現(xiàn)階段大規(guī)模推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展將導(dǎo)致CO2排放量快速增加,不利于我國(guó)“雙碳”工作的推進(jìn),而且在氫能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)還處于研發(fā)和示范階段的情況下,各地大規(guī)模推進(jìn)產(chǎn)生低水平重復(fù)投資的后果。此外,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的應(yīng)用場(chǎng)景選擇單一也不利于真正發(fā)揮氫能在未來(lái)低碳能源系統(tǒng)中的作用。因此,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)該在在能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下合理確定氫能在我國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中地位,從我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)實(shí)際出發(fā)選擇氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展切入點(diǎn),并致力于構(gòu)建創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的氫能產(chǎn)業(yè)政策框架。早在上世紀(jì)90年代中期,氫就作為“提供脫碳,可持續(xù)能源系統(tǒng)必不可少的元素”而被寄予厚望,但此后二十年的發(fā)展進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人們的期望。2015年,根據(jù)根據(jù)《巴黎協(xié)定》設(shè)定的1.5℃溫控和凈零排放目標(biāo),2030年前全球目前年均約12%的脫碳速度需要提高五倍方可實(shí)現(xiàn)。由于交通運(yùn)輸和工業(yè)領(lǐng)域脫碳的復(fù)雜性和難度,僅靠可再生能源遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足CO2或溫室氣體凈零排放的“脫碳”要求,氫能由于具備來(lái)源多樣、清潔低碳、安全、靈活高效、應(yīng)用場(chǎng)景豐富等特點(diǎn)再次受到重視,被視為未來(lái)十年替代碳?xì)浠衔?,?yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵要素。近年來(lái),氫能因其在能源轉(zhuǎn)型和工業(yè)脫碳中重要作用日益受到關(guān)注,但氫能作為一個(gè)“產(chǎn)業(yè)”在各國(guó)都處于初步發(fā)展階段。本文主要探討我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與特點(diǎn)、存在的問(wèn)題以及相關(guān)發(fā)展建議。一、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)氫能產(chǎn)業(yè),無(wú)論從氫的制造、運(yùn)輸和儲(chǔ)存,還是氫作為能源利用方面都還屬于萌芽狀態(tài)的產(chǎn)業(yè)。目前,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出如下三個(gè)特點(diǎn)。1.我國(guó)氫氣產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好,為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好條件我國(guó)存在著一個(gè)以化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫回收的生產(chǎn)和非能源利用的“氫氣產(chǎn)業(yè)”,并且這一產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有相當(dāng)規(guī)模。據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2012-2020年,中國(guó)氫氣產(chǎn)量整體呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì),中國(guó)氫氣年產(chǎn)量從1600萬(wàn)噸增加到2500萬(wàn)噸,是世界第一大產(chǎn)氫國(guó)家。其中,中國(guó)石化和國(guó)家能源集團(tuán)是國(guó)內(nèi)氫氣產(chǎn)量最大的兩家企業(yè)。2020年,中國(guó)石化氫氣年生產(chǎn)量達(dá)350萬(wàn)噸,占全國(guó)氫氣產(chǎn)量的14%;國(guó)家能源集團(tuán)年生產(chǎn)400萬(wàn)噸的氫氣,占總體產(chǎn)量的16%。此外,2020年,我國(guó)金屬儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷(xiāo)量已超過(guò)日本,成為世界最大儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷(xiāo)國(guó)。與“氫氣”產(chǎn)業(yè)相比,我國(guó)“氫能”產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于初級(jí)階段。目前的2500萬(wàn)噸氫氣產(chǎn)量中,僅有1%左右作為能源使用,但我國(guó)氫氣產(chǎn)量和儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷(xiāo)量世界第一,為我國(guó)氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)利用和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件,主要表現(xiàn)在:第一,我國(guó)氫燃料電池車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量及加氫站數(shù)量居世界前列。與電動(dòng)汽車(chē)相比,全球氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于萌芽狀態(tài)。根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù),2020年,全球共銷(xiāo)售氫燃料電池汽車(chē)9006臺(tái)。其中韓國(guó)是全球最大的氫燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng),銷(xiāo)量為5823臺(tái);中國(guó)則是全球第二大氫燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng),銷(xiāo)量為1177臺(tái)。截止2020年底,中國(guó)的氫燃料電池汽車(chē)保有量?jī)H次于韓國(guó)和美國(guó),居全球第三。其中韓國(guó)是全球唯一氫燃料電池汽車(chē)保有量超過(guò)一萬(wàn)量的國(guó)家。從氫燃料電池汽車(chē)的加氫站數(shù)量看,2020年,日、德、中三個(gè)國(guó)家加氫站共有311座,占全球總數(shù)的56%。其中中國(guó)加氫站為69座,居全球第三。第二,氫能源作為技術(shù)密集型行業(yè),有著極高的技術(shù)要求。盡管我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的一些關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平還有差距,但近年來(lái)我國(guó)氫能利用技術(shù)研發(fā)能力有了相當(dāng)提高。早期,我國(guó)氫能源相關(guān)技術(shù)專(zhuān)利的研發(fā)較為緩慢,專(zhuān)利年申請(qǐng)量不足百件。自2015年開(kāi)始,國(guó)內(nèi)氫能源專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量迅速攀升。根據(jù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè)媒體IPRdaily與incoPat創(chuàng)新指數(shù)研究中心聯(lián)合發(fā)布“2020上半年全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)明專(zhuān)利排行榜(TOP100)”,入榜的全球前100名企業(yè)中,中國(guó)石化的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量以434件專(zhuān)利位列第一,遠(yuǎn)高于其他企業(yè)。入榜的前100名企業(yè)主要來(lái)自13個(gè)國(guó)家和地區(qū),中國(guó)占比45%,日本占比15%,美國(guó)占比13%,德國(guó)占比7%;英國(guó)和韓國(guó)各占比4%,法國(guó)占比3%,沙特阿拉伯、瑞士和芬蘭各占比2%,挪威、丹麥和荷蘭各占比1%。為推進(jìn)氫能技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化,2018-2020年,國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)。其中,科技部通過(guò)“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)部署了27個(gè)氫能研發(fā)項(xiàng)目,研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入約5億元。從重點(diǎn)轉(zhuǎn)向分布的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來(lái)看,下游應(yīng)用是氫能源2018-2020年研發(fā)任務(wù)的重點(diǎn),其次是制氫和儲(chǔ)氫技術(shù)。在2018-2020年的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目中,燃料電池技術(shù)類(lèi)有14個(gè),占總項(xiàng)目的51.9%;制氫技術(shù)類(lèi)5個(gè),占比18.5%;儲(chǔ)氫技術(shù)類(lèi)6個(gè),占比22.2%;加氫站技術(shù)類(lèi)2個(gè),占比7.4%。2021年,科技部更加重視重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目分布的均衡性。在2021年2月1日發(fā)布的《關(guān)于對(duì)十四五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃氫能技術(shù)等18個(gè)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南征求意見(jiàn)的通知》中,重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目在燃料電池技術(shù)類(lèi)、制氫技術(shù)類(lèi)和儲(chǔ)氫技術(shù)類(lèi)的分布比例分別為32%、32%和32%。2.我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策框架進(jìn)一步完善2006年,國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》所確定的發(fā)展重點(diǎn)中,“氫能及燃料電池技術(shù)”被列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的一種先進(jìn)能源技術(shù)。不過(guò)這主要停留在科學(xué)研究層面,直到2012年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年)》和2014年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)(2014-2020年)》,國(guó)家正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略方向。2020年以來(lái),我國(guó)出臺(tái)了一系列氫能相關(guān)政策,使我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策框架得到進(jìn)一步完善,主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:一是發(fā)布政策文件的政府部門(mén)和機(jī)構(gòu)多,包括財(cái)政部、工業(yè)和信息化部、科技部、發(fā)展改革委、司法部、國(guó)家能源局、國(guó)家關(guān)稅稅則委員會(huì)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)等。很多政策文件都是兩個(gè)以上的部委局聯(lián)合制定發(fā)布,這表明氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略,引起相關(guān)部委局的高度重視。二是政策文件涵蓋了影響氫能產(chǎn)業(yè)的各個(gè)方面,既包括氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與布局,也包括制氫、儲(chǔ)氫、燃料電池、加氫站等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié),還包括氫能技術(shù)研發(fā)支持重點(diǎn)、氫能支持項(xiàng)目申報(bào)流程和評(píng)價(jià)方法等,使我國(guó)氫能支持政策的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性得到極大改善。三是政策手段以政府規(guī)劃指導(dǎo)和財(cái)政補(bǔ)貼為主,同時(shí)也通過(guò)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)良性競(jìng)爭(zhēng),以及降低部分氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵進(jìn)口零部件關(guān)稅降低進(jìn)口成本等方式支持國(guó)內(nèi)氫能設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展。到目前為止,我國(guó)已經(jīng)發(fā)布實(shí)施氫能和燃料電池技術(shù)、應(yīng)用、檢測(cè)、安全相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)80項(xiàng),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約40項(xiàng)。這些技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氫能和氫燃料電池汽車(chē)規(guī)范發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。3.各地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展以燃料電池汽車(chē)為主導(dǎo)方向除了國(guó)家層面的戰(zhàn)略重視之外,全國(guó)31個(gè)省市自治區(qū)均發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。有的地方是在改省的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展十四五規(guī)劃與2035遠(yuǎn)景目標(biāo)》這樣的綜合性政策規(guī)劃文件中對(duì)氫能發(fā)展做出了部署和規(guī)劃,如安徽、湖南、云南、黑龍江、陜西等省;有的地方則在綜合性做出規(guī)劃文件之外,發(fā)布了專(zhuān)門(mén)的氫能源相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)政策或規(guī)劃,如北京、山東、河北、天津、四川、浙江、寧夏等省市;一些省市則通過(guò)氫燃料汽車(chē)等相關(guān)政策規(guī)劃發(fā)布?xì)淠茉串a(chǎn)業(yè)建設(shè)目標(biāo)。值得注意的是,幾乎所有發(fā)布專(zhuān)門(mén)氫能產(chǎn)業(yè)政策的省市都把氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向和重點(diǎn)放在了燃料電池汽車(chē)及其產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方面,盡管氫能發(fā)展目前在全球范圍受到高度重視的關(guān)鍵不在于陸地交通,而是因?yàn)闅淠茉谝恍懊撎肌彪y度大的工業(yè)部門(mén)所體現(xiàn)出的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。從主要省市的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃所制定的目標(biāo),可以清晰地看出,燃料電池汽車(chē)及其產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)歉鞯匕l(fā)展氫能的主要,甚至是唯一選擇。表2中列舉的13個(gè)省市自治區(qū)中,除了寧夏以外,其余省市自治區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃都具體化為氫燃料電池車(chē)汽車(chē)的生產(chǎn)或推廣目標(biāo),其中還有兩個(gè)?。ㄉ綎|和浙江)規(guī)劃了氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)能目標(biāo)。對(duì)于氫能在其他領(lǐng)域的應(yīng)用則沒(méi)有涉及。二、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展當(dāng)前存在的問(wèn)題在我國(guó)當(dāng)前的氫能利用的技術(shù)、材料和設(shè)備制造水平下,各地紛紛大規(guī)模鼓勵(lì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策已經(jīng)初步帶來(lái)了一些不利的影響,突出的問(wèn)題有三個(gè)。1.我國(guó)制氫原料以化石能源為主導(dǎo),CO2排放量壓力大中國(guó)是世界第一產(chǎn)氫大國(guó),2020年全國(guó)氫氣產(chǎn)量約2500萬(wàn)噸。這些氫氣基本是作為工業(yè)原料,作為能源使用的“氫”微乎其微。從制氫的原料及方式看,我國(guó)和全球一樣,基本是化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)品提純制氫。如表2所示,我國(guó)化石能源制氫包括煤制氫、天然氣重整制氫和石油制氫,三種制氫原料及技術(shù)路線(xiàn)產(chǎn)量占比分別為43%、16%和13%;工業(yè)副產(chǎn)提出制氫主要是焦?fàn)t煤氣和氯堿尾氣制氫,其產(chǎn)量占28%。電解水制氫和其他制氫方式占比微乎其微。在氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的大背景下,化石能源制氫必須要考慮其產(chǎn)生的大量二氧化碳排放問(wèn)題。根據(jù)我國(guó)不同技術(shù)路線(xiàn)制氫的產(chǎn)量占比及其碳排放數(shù)據(jù),按照2020年我國(guó)氫氣產(chǎn)量2500萬(wàn)噸計(jì)算,2020年我國(guó)煤制氫的產(chǎn)量為1075萬(wàn)噸,按照每公斤氫氣排放20公斤二氧化碳計(jì)算,其二氧化碳年排放量為2.15億噸;天然氣重整制氫產(chǎn)量為400萬(wàn)噸,排放二氧化碳為4000萬(wàn)噸;石油制氫產(chǎn)量325萬(wàn)噸,排放二氧化碳3250萬(wàn)噸;工業(yè)副產(chǎn)提純制氫700完噸,排放二氧化碳3500萬(wàn)噸。2020年化石能源制氫合計(jì)排放二氧化碳3.225億噸,大致占我國(guó)工業(yè)過(guò)程排放二氧化碳量的24.8%。因此,在“綠氫”不具備真正的成本競(jìng)爭(zhēng)力之前,大規(guī)模推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,將導(dǎo)致“灰氫”規(guī)??焖贁U(kuò)展和二氧化碳排放量的快速增加,不利于我國(guó)“雙碳”工作推進(jìn)。2.地方過(guò)快推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)致低水平重復(fù)投資從全球看,歐盟主要國(guó)家、美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)都發(fā)布了“氫能發(fā)展戰(zhàn)略”或“路線(xiàn)圖”,但在氫能開(kāi)發(fā)方面,基本處于技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目示范階段,氫能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)總體上還不具備達(dá)到大規(guī)模商業(yè)推廣的條件。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)在燃料電池技術(shù)發(fā)展、氫能產(chǎn)業(yè)裝備制造等方面相對(duì)落后。關(guān)鍵零部件主要依靠進(jìn)口,燃料電池的關(guān)鍵材料包括催化劑、質(zhì)子交換膜以及炭紙等材料大都采用進(jìn)口材料;關(guān)鍵組件制備工藝亟需提升,膜電極、空壓機(jī)、雙極板、氫循環(huán)泵等和國(guó)外存在較大差距;氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于氫品質(zhì)、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站和安全標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容較少,難以滿(mǎn)足國(guó)際技術(shù)通則以系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象的要求。另外,高精度氫氣品質(zhì)檢測(cè)和高靈敏度氫氣泄露等重要測(cè)試裝備欠缺,權(quán)威檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)仍未形成。從全球范圍氫能專(zhuān)利布局來(lái)看,大量核心專(zhuān)利掌握在美國(guó)、日本等國(guó),我國(guó)尚未成為主導(dǎo)國(guó)際氫能發(fā)展的技術(shù)來(lái)源方。因此,從技術(shù)研發(fā)實(shí)力和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)看,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)2025年之前還不具備大規(guī)模商業(yè)化的條件,但目前各地氫能規(guī)劃和氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)已呈現(xiàn)過(guò)熱苗頭。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)規(guī)劃的省市,地級(jí)市以上有50多個(gè),除大的省區(qū)以外,70%的省都提出要發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),規(guī)劃氫燃料電池電堆總產(chǎn)能已經(jīng)高達(dá)3000兆瓦,燃料電池汽車(chē)總產(chǎn)能超過(guò)10萬(wàn)輛,規(guī)劃總投資超過(guò)2000億。在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)、國(guó)產(chǎn)化率低、成本高等短板明顯的情況下,各地這種一哄而上大規(guī)模布局的做法,將導(dǎo)致氫能產(chǎn)業(yè)低水平重復(fù)和資源浪費(fèi)、影響我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。3.我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的應(yīng)用場(chǎng)景選擇過(guò)于單一氫能具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景,因而“綠氫”在一些難以脫碳的領(lǐng)域被寄予厚望。根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)(HydrogenCouncil)發(fā)布的《氫能洞察》指出,從總體擁有成本(TCO)看,在全球制氫、儲(chǔ)運(yùn)、配送成本快速下降的趨勢(shì)下,氫能在各領(lǐng)域的應(yīng)用潛力將逐步凸顯,到2030年,氫能可在22種終端應(yīng)用中成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的減碳解決方案,包括煉油、化肥、商用車(chē)、長(zhǎng)途卡車(chē)運(yùn)輸、航運(yùn)和氫冶煉等應(yīng)用領(lǐng)域。然而,當(dāng)前我國(guó)各地氫能發(fā)展方向基本局限在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域,示范應(yīng)用主要集中在以公交車(chē)為主要應(yīng)用場(chǎng)景的交通領(lǐng)域,應(yīng)用場(chǎng)景單一,產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化突出。從能源低碳轉(zhuǎn)型的過(guò)程看,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展選擇場(chǎng)景集中在交通領(lǐng)域?qū)⒖赡軐?dǎo)致兩個(gè)問(wèn)題:一是各地規(guī)劃的氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展集中在乘用車(chē),對(duì)于燃料電池技術(shù)路線(xiàn)更具優(yōu)勢(shì)的中重型卡車(chē)的示范運(yùn)營(yíng)很少真正開(kāi)展。根據(jù)行業(yè)的看法,氫燃料電池汽車(chē)要到2025-2030年才具備產(chǎn)業(yè)化條件。而且,即使到時(shí)候真正具備了產(chǎn)業(yè)或條件,在不斷進(jìn)步的三元鋰電池和磷酸鐵鋰技術(shù)成本不斷降低的情況下,氫燃料電池車(chē)在中短途并無(wú)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前打規(guī)模集中于這一領(lǐng)域的氫能投資可能會(huì)“打水漂”。二是一些脫碳真正困難、需要“氫能”領(lǐng)域,如化工、冶煉、軌道交通、航空航天、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供等反而進(jìn)展緩慢,無(wú)法真正發(fā)揮氫能價(jià)值和潛力。三、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略思路氫能是一種高效、清潔、靈活、且應(yīng)用場(chǎng)景廣泛的能源載體,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)推動(dòng)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)“脫碳”意義重大。1.在能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下合理確定氫能在我國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中地位美國(guó)、歐盟和日本很早就都制定了氫能的國(guó)家戰(zhàn)略。這些氫能發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略不僅確立了近期、中期和遠(yuǎn)期的發(fā)展路線(xiàn)圖,而且還根據(jù)氫能的三個(gè)重要特點(diǎn)明確指出氫能未來(lái)發(fā)展的三個(gè)重要方向:一是氫能作為一種能源形式,在氫基交通和作為未來(lái)合成動(dòng)力燃料基礎(chǔ)的應(yīng)用;二是氫能作為一種能量?jī)?chǔ)存器,它可以根據(jù)供給需求靈活地儲(chǔ)存可再生能源,并起到平衡供求關(guān)系的作用,從而使氫能作為能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要基石;三是氫能作為不同能源行業(yè)耦合的一個(gè)重要媒介,在無(wú)法直接使用可再生能源電能的領(lǐng)域中,“綠氫”及其衍生產(chǎn)品是很多工業(yè)部門(mén)脫碳的重要途徑。相比之下,我國(guó)從2019年開(kāi)始在全國(guó)很多地方掀起了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮,各地氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃千篇一律把發(fā)展方向落在了氫能交通方面,而對(duì)氫能作為能量?jī)?chǔ)存器和不同能源行業(yè)耦合的介質(zhì)兩個(gè)特點(diǎn)的重要性缺乏足夠認(rèn)識(shí)。我們認(rèn)為,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下,合理確定氫能在我國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中的地位和發(fā)展重點(diǎn)。當(dāng)前的能源轉(zhuǎn)型是為應(yīng)對(duì)全球變暖而推動(dòng)的,其完整的內(nèi)涵包括“一個(gè)目標(biāo),兩個(gè)支柱”?!耙粋€(gè)目標(biāo)”是大幅度降低人類(lèi)活動(dòng)排放的二氧化碳量,以減緩全球變暖;兩個(gè)支柱分別是:第一,提高能源效率和節(jié)能,降低化石能源消費(fèi)總量,從而降低二氧化碳排放量。這在當(dāng)我國(guó)能源消費(fèi)都是化石能源占主導(dǎo)地位的階段,對(duì)減少二氧化碳非常重要;第二,大力發(fā)展可再生能源替代化石能源,從而避免二氧化碳的排放;隨著一次能源消費(fèi)中可再生能源比重快速提升,這一支柱講對(duì)碳減排起到越來(lái)越重要的作用??梢?jiàn),“脫碳”是當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的基本動(dòng)因。為實(shí)現(xiàn)我國(guó)2060碳中和目標(biāo),我國(guó)能源系統(tǒng)必須提前實(shí)現(xiàn)“零碳”。由于目前還不存在成熟的氫能利用場(chǎng)景,確定氫能在我國(guó)未來(lái)零碳能源的地位與作用,必須動(dòng)態(tài)考慮其他零碳能源既有作用情況下來(lái)確定。氫能與其他可再生能源和技術(shù)路徑相比,盡管有很多“理論上”的優(yōu)勢(shì),但由于其要在5-10年才具有應(yīng)用上的“經(jīng)濟(jì)性”,所以,在這5-10期間,如果其他“零碳或低碳”能源利用技術(shù)先于氫能獲得了技術(shù)和規(guī)模上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),等到氫能在一些應(yīng)用場(chǎng)景具備產(chǎn)業(yè)化條件時(shí),也沒(méi)有必要再出臺(tái)相應(yīng)的政策去推動(dòng)氫能去替代既有的“零碳或低碳”能源及其利用技術(shù)。因?yàn)樗鼈兌挤夏茉崔D(zhuǎn)型和碳中和的要求。從這個(gè)角度看,“氫能”未來(lái)價(jià)值最大的的應(yīng)用場(chǎng)景不是公路交通,因?yàn)槟壳暗募冸妱?dòng)汽車(chē)技術(shù)不斷迭代,基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善,相對(duì)氫燃料電池車(chē)來(lái)說(shuō)具有越來(lái)越大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此,氫能在我國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中的地位和作用,不是在已經(jīng)具有成熟技術(shù)的交通領(lǐng)域大規(guī)模推廣,而是應(yīng)該是彌補(bǔ)現(xiàn)有低碳和零碳能源技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題和應(yīng)用場(chǎng)景。其中特別重要的是在提高能源系統(tǒng)的靈活性方面,氫能具有非常重要的優(yōu)勢(shì)(如電力系統(tǒng)中的電力供需的季節(jié)性調(diào)節(jié)),以及解決建筑和工業(yè)部門(mén)脫碳問(wèn)題發(fā)揮獨(dú)特的作用。2.從我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)實(shí)際出發(fā)選擇氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展切入點(diǎn)從“綠氫”角度看,氫能產(chǎn)業(yè)從制氫、儲(chǔ)氫和運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)都還不具備產(chǎn)業(yè)化的條件。因此,各國(guó)從自己實(shí)際出發(fā),尋找能夠帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)某個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用場(chǎng)景,輔以政府扶持政策的推動(dòng),以市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)氫能技術(shù)創(chuàng)新和迭代,因而帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的良性互動(dòng)。歐洲從2000年開(kāi)始就持續(xù)地在天然氣中“摻氫”應(yīng)用的可行性,將其作為推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“切入點(diǎn)”。這是因?yàn)?,歐洲天然氣管網(wǎng)非常發(fā)達(dá)。天然氣通過(guò)管道進(jìn)入家庭民用,或者進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。在天然氣中摻入一定比例的“氫氣”能夠在不影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下降低氮氧化物的排放。歐洲經(jīng)過(guò)多年示范,發(fā)現(xiàn)天然氣系統(tǒng)多數(shù)部件都能比較好的適應(yīng)添加10%的氫氣。不過(guò),天然氣汽輪機(jī)適應(yīng)氫氣摻混需小于5%,經(jīng)過(guò)整改和調(diào)整的燃?xì)廨啓C(jī)能適應(yīng)的摻氫百分比為5%~10%。如果這些添加的“氫氣”都是來(lái)自綠電制取的,則天然氣“摻氫”這一應(yīng)用有利于推動(dòng)綠氫制取技術(shù)的進(jìn)步和制取成本的下降,從而帶動(dòng)整體氫氣產(chǎn)業(yè)鏈的成本下降,有利于氫能在其他場(chǎng)景的應(yīng)用。我國(guó)氫能發(fā)展應(yīng)借鑒歐洲的經(jīng)驗(yàn),選擇符合中國(guó)實(shí)際的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展切入點(diǎn),主要包括兩個(gè)方面:一是“天然氣摻氫”直接民用。我國(guó)西北地區(qū)太陽(yáng)能和風(fēng)能資源非常豐富,光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電度電成本較低。可以考慮在西北部分有水資源的地區(qū)利用風(fēng)光電直接電解水制氫,以“摻氫”的方式通過(guò)西氣東輸天然氣管道輸送到沿途的家庭用于做飯取暖,可以為我國(guó)綠氫發(fā)展提供一個(gè)“啟動(dòng)市場(chǎng)”,這樣可以避開(kāi)當(dāng)前氫氣儲(chǔ)存與運(yùn)輸成本高昂對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不利影響。二是在鋼鐵領(lǐng)域推動(dòng)氫還原鐵技術(shù)減碳。中國(guó)石油大學(xué)利用煤復(fù)產(chǎn)焦?fàn)t氣制氫還原鐵技術(shù),能夠?qū)⑽覈?guó)噸鋼

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