“在實(shí)現(xiàn)‘碳達(dá)峰、碳中和’目標(biāo)的過(guò)程中，氫能將在我國(guó)重工業(yè)、中重型運(yùn)輸、建筑供暖等難以脫碳的行業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。”據(jù)同濟(jì)大學(xué)教授余卓平，2060年，氫氣年需求量將從目前的3342萬(wàn)噸增加至1.3億噸，在終端能源消費(fèi)中占比20%。

據(jù)記者不完全統(tǒng)計(jì)，僅今年4月，河南、山西、湖北等7省出臺(tái)的“十四五”規(guī)劃中，均對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出明確部署。熱潮之下，氫能大發(fā)展是否還有難題?又該如何破解?

非交通領(lǐng)域探索力度不足

產(chǎn)業(yè)發(fā)展呼喚路線圖

在英美資源亞太區(qū)貴金屬市場(chǎng)拓展總經(jīng)理陳衛(wèi)看來(lái)，氫能是電能中唯一可移動(dòng)、可管理的能源，可成為人工可控的儲(chǔ)能介質(zhì)。他認(rèn)為，基于這一優(yōu)勢(shì)，氫能可實(shí)現(xiàn)能源體系多品種大范圍互聯(lián)互補(bǔ)，或成為未來(lái)的終極能源。

據(jù)了解，占全球GDP52%份額的27個(gè)國(guó)家中，有16個(gè)制定了國(guó)家氫能戰(zhàn)略。“當(dāng)前氫能在工業(yè)、建筑領(lǐng)域受到重視。”余卓平稱(chēng)，全球有40多個(gè)示范項(xiàng)目在推進(jìn)天然氣網(wǎng)絡(luò)的氫混合，美國(guó)和韓國(guó)是大型分布式燃料電池部署的最主要國(guó)家。相比而言，我國(guó)氫能利用在非交通領(lǐng)域的探索力度尚顯不足。

業(yè)內(nèi)人士坦言，我國(guó)國(guó)家層面的氫能戰(zhàn)略尚未出臺(tái)，氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用等環(huán)節(jié)缺乏專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，上下游產(chǎn)業(yè)不協(xié)調(diào)問(wèn)題較為突出，應(yīng)盡快明確氫能產(chǎn)業(yè)主管部門(mén)，制定氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和路線圖。

余卓平分析，在2030年“碳達(dá)峰”情境下，我國(guó)氫氣的年需求量將達(dá)到3715萬(wàn)噸，在終端能源消費(fèi)中占比約為5%;在2060年“碳中和”情景下，我國(guó)氫氣的年需求將增至1.3億噸左右，在終端能源消費(fèi)中占比約為20%。其中，工業(yè)領(lǐng)域用氫占比仍然最大，約7794萬(wàn)噸，占?xì)錃饪傂枨罅康?0%，交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫4051萬(wàn)噸，建筑領(lǐng)域用氫585萬(wàn)噸，發(fā)電與電網(wǎng)平衡用氫600萬(wàn)噸。

氫來(lái)源亟待“綠”化

未來(lái)綠氫供應(yīng)占比達(dá)80%

氫從何處來(lái)?回答好這一問(wèn)題尤為重要。根據(jù)不同的制取方式，氫能分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。其中，灰氫通過(guò)化石能源制取，藍(lán)氫在灰氫的基礎(chǔ)上，通過(guò)碳捕捉、碳封存技術(shù)制取，綠氫則是通過(guò)可再生能源電解水制氫。數(shù)據(jù)顯示，2019年，我國(guó)氫氣產(chǎn)量為3342萬(wàn)噸。其中，煤制氫2124萬(wàn)噸，天然氣制氫460萬(wàn)噸，工業(yè)副產(chǎn)氫708萬(wàn)噸，電解水制氫僅為50萬(wàn)噸，氫氣亟待“綠”化。

隨著技術(shù)進(jìn)步和成本降低，綠氫有能力滿足市場(chǎng)需求。余卓平指出，2020年，全國(guó)可再生能源發(fā)電量22148億千瓦時(shí)，如果按照電解水制氫1%的比例配置，制氫效率5.5千瓦時(shí)/標(biāo)方測(cè)算，年制取氫氣量約4萬(wàn)噸，可基本滿足存量燃料電池汽車(chē)使用。2030年，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)量將達(dá)到12—16億千瓦時(shí)，按照可再生能源電解水制氫5%比例配置，裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到70GW，氫氣年產(chǎn)量可達(dá)500萬(wàn)噸，占?xì)錃饽甓瓤傂枨蟮?3%;2035年，我國(guó)綠氫年產(chǎn)量有望進(jìn)一步達(dá)到1500萬(wàn)噸。

與此同時(shí)，化石能源制氫將逐步配套碳捕捉和封存技術(shù)，與綠氫共同構(gòu)成我國(guó)氫源供應(yīng)主體。預(yù)計(jì)到2060年，我國(guó)電解槽裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到400GW，綠氫年產(chǎn)量提升至1億噸，占年度總需求的80%。

經(jīng)濟(jì)性方面，余卓平分析，2035年，光伏與風(fēng)電新增裝機(jī)發(fā)電成本預(yù)計(jì)達(dá)到0.2元/千瓦時(shí)，可再生能源電解水制氫成本將降至15元/千克，具備與配套碳捕捉、碳封存的煤制氫進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的條件。

加氫站推廣是難題

2060年汽柴油消費(fèi)量趨近于零

交通行業(yè)是當(dāng)前我國(guó)氫能應(yīng)用的主要領(lǐng)域。中國(guó)石化副總經(jīng)理凌逸群坦言，“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下，交通能源低碳轉(zhuǎn)型步伐加快，我國(guó)成品油需求峰值或提前至2025年左右，峰值汽油、柴油消費(fèi)量分別約1.55—1.65億噸，1.5—1.6億噸，成品油市場(chǎng)將持續(xù)縮小。在他看來(lái)，氫能在交通運(yùn)輸領(lǐng)域有較大替代空間。隨著燃料電池、儲(chǔ)氫等環(huán)節(jié)技術(shù)進(jìn)步，到2060年，交通領(lǐng)域用氫氣需求將達(dá)千萬(wàn)噸，汽柴油消費(fèi)量趨近于零。

中國(guó)工程院院士衣寶廉認(rèn)為，燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化將助力“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在他看來(lái)，我國(guó)已基本掌握了氫氣儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)，但仍存在技術(shù)難點(diǎn)，需要企業(yè)加大創(chuàng)新投入，突破“卡脖子”技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵材料與部件的批量生產(chǎn)，以大幅度降低燃料電池汽車(chē)和氫氣成本。

目前，我國(guó)多個(gè)城市開(kāi)展了燃料電池汽車(chē)的商業(yè)化示范運(yùn)行。余卓平預(yù)測(cè)，2035年燃料電池商用車(chē)保有量將達(dá)120萬(wàn)輛，加氫站規(guī)模近萬(wàn)座;2060年中重型燃料電池商用車(chē)占全部中重型商用車(chē)占比接近65%。道路交通有望在2050年前實(shí)現(xiàn)“凈零排放”。

車(chē)輛推廣，基礎(chǔ)設(shè)施是基本保障。凌逸群介紹，依托全國(guó)3萬(wàn)多座加油站的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，目前中國(guó)石化在9個(gè)省市建成加氫站14座，“十四五”時(shí)期，中國(guó)石化還將打通交通用氫制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注三大環(huán)節(jié)，建設(shè)供氫中心并探索就地“綠電制氫”的運(yùn)營(yíng)模式，使2050年交通氫氣100%來(lái)自于非化石能源，并以京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角為重點(diǎn)，布局1000座加氫(油氫合建)站。(盧奇秀)