●“十四五”時期，在一系列政策支持下，氫能產(chǎn)業(yè)將迎來重大發(fā)展契機，能源、交通、工業(yè)等領(lǐng)域都將加快推進氫能示范應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新，助推各個行業(yè)通過氫能實現(xiàn)加速的降碳脫碳和轉(zhuǎn)型升級
●從供給來看，我國已是世界上最大制氫國，氫氣年產(chǎn)量約3300萬噸
●從終端消費來看，我國氫氣主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，如石油煉制、石化產(chǎn)品生產(chǎn)、化肥制造、新型合成燃料工業(yè)等，其中耗氫量最大的是合成氨，其次是合成甲醇
近日，全球最大綠氫耦合煤化工項目——內(nèi)蒙古鄂爾多斯市風(fēng)光融合綠氫示范項目開工。該項目利用鄂爾多斯地區(qū)豐富的太陽能和風(fēng)能資源發(fā)電直接制綠氫，年制綠氫3萬噸、綠氧24萬噸，將有力推動綠氫產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，推進我國能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。近年來，我國對氫能應(yīng)用場景的探索不斷深入，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)u入良性通道。
產(chǎn)業(yè)政策和標準持續(xù)完善
為促進氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)范有序高質(zhì)量發(fā)展，2022年3月23日，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》(以下簡稱《規(guī)劃》)。《規(guī)劃》明確了氫的能源屬性，是未來國家能源體系的組成部分，充分發(fā)揮氫能清潔低碳特點，推動交通、工業(yè)等用能終端和高耗能、高排放行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。同時，明確氫能是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點方向，是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點。
《規(guī)劃》提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本原則和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展各階段目標，明確到2025年，基本掌握核心技術(shù)和制造工藝，燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站，可再生能源制氫量達到10萬~20萬噸/年，實現(xiàn)二氧化碳減排100萬~200萬噸/年。到2030年，形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，有力支撐碳達峰目標實現(xiàn)。到2035年，形成氫能多元應(yīng)用生態(tài)，可再生能源制氫在終端能源消費中的比例明顯提升?！兑?guī)劃》統(tǒng)籌謀劃、整體布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，是碳達峰碳中和“1+N”政策體系中的“N”之一，既是能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手，也為碳達峰碳中和目標實現(xiàn)提供了有力支撐。
氫能產(chǎn)業(yè)標準也在持續(xù)完善。目前，我國已經(jīng)發(fā)布氫能各環(huán)節(jié)相關(guān)國家標準80余項，行業(yè)標準約40項，全力推動氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展。
內(nèi)蒙古自治區(qū)已將氫能作為能源品種管理，拓寬了氫能應(yīng)用范圍，部分地區(qū)還對氫能產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣提供資金支持，并制定獎懲機制，降低氫能項目投資成本的同時，有力地保障了項目的可持續(xù)發(fā)展。在地方政策和推廣補貼的支持下，長三角、珠三角、京津冀等地區(qū)已初步呈現(xiàn)出氫能產(chǎn)業(yè)的集群效應(yīng)，而以內(nèi)蒙古、寧夏等地為代表的西北部地區(qū)，充分利用風(fēng)光資源稟賦優(yōu)勢，已具備布局風(fēng)電、光伏電解水制氫的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，一批氫能示范項目正在逐步落地投產(chǎn)。
“十四五”時期，在一系列政策支持下，氫能產(chǎn)業(yè)將迎來重大發(fā)展契機，能源、交通、工業(yè)等領(lǐng)域都將加快推進氫能示范應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新，助推各個行業(yè)通過氫能實現(xiàn)加速的降碳脫碳和轉(zhuǎn)型升級。同時，協(xié)同風(fēng)光等新能源大規(guī)模開發(fā)利用，我國將逐步構(gòu)建起蓬勃發(fā)展、清潔低碳的氫能產(chǎn)業(yè)。
開發(fā)利用實現(xiàn)多項突破
在制氫方面，2022年9月，全球最大煤制氫變壓吸附裝置項目在陜西榆林正式投入運行，將有力助推我國煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化。煤制氫裝置采用了自主研發(fā)的大型化變壓吸附專利技術(shù)，以煤炭為原料，每年產(chǎn)氫總能力達35萬噸。作為煤炭資源高效清潔利用的重要手段，該技術(shù)對我國能源安全、社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善意義重大。該項目攻克了大型煤制氫裝置在工藝技術(shù)、設(shè)計制造等方面的難題，實現(xiàn)了對國外技術(shù)的替代和超越，不僅搭建了由煤炭向石油化工產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的橋梁，還有效實現(xiàn)了資源回收、污染治理和碳減排。
2022年11月，廣東石化石油焦制氫聯(lián)合裝置順利產(chǎn)出合格氫氣，標志著全國首套100%石油焦制氫聯(lián)合裝置投產(chǎn)運行取得圓滿成功。該裝置年產(chǎn)氫氣將達16億標準立方米，年產(chǎn)燃料氣將達31億標準立方米。
在加氫站建設(shè)方面，2022年4月，由國家能源集團國華投資蒙西公司建設(shè)的重載鐵路加氫站科研示范項目順利完工，標志著我國首個重載鐵路加氫科研示范站正式建成，具備加氫條件。該項目位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內(nèi)新朔鐵路海勒斯壕南站，該站將為國內(nèi)首臺大功率氫能源動力調(diào)車機車和國內(nèi)首臺以“氫燃料電池+鋰電動力電池”為動力的“零排放”接觸網(wǎng)作業(yè)車提供氫能供應(yīng)。
在氫電耦合應(yīng)用方面，2022年5月，浙江寧波慈溪氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程開工，該示范工程是國家電網(wǎng)公司首個氫能相關(guān)的國家重點研發(fā)計劃配套項目。項目投運后，每日可滿足慈溪濱海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)10輛氫能燃料電池大巴加氫和50輛純電動汽車直流快充需求。
此外，制氫加氫一體站建設(shè)也在積極推進。2022年7月，國內(nèi)首座兆瓦級氫能綜合利用示范站在安徽六安投運，標志著我國首次實現(xiàn)兆瓦級制氫—儲氫—氫能發(fā)電的全鏈條技術(shù)貫通。該項目是國內(nèi)首次對具有全自主知識產(chǎn)權(quán)“制、儲、發(fā)”氫能技術(shù)的全面驗證和工程應(yīng)用。示范站采用先進的質(zhì)子交換膜水電解制氫技術(shù)，額定裝機容量1兆瓦，年制氫可達70余萬標準立方米、氫發(fā)電73萬千瓦時，對于推動氫能研究應(yīng)用、服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要的示范引領(lǐng)作用。所制氫氣可在氫燃料電池車、氫能煉鋼、綠氫化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，氫能發(fā)電可用于區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰需求。
2022年8月，全國首座“氨現(xiàn)場制氫加氫一體站”示范項目啟動儀式在福建省福州市長樂區(qū)舉行，這也是“氨制氫加氫”這一國際領(lǐng)先技術(shù)首次走出實驗室，投入商業(yè)應(yīng)用。此項目的實踐與突破，可顯著降低氫氣的儲運成本、用氫成本并提高安全性，同時解決加氫站儲氫用氫面臨的瓶頸問題，為交通領(lǐng)域燃料電池汽車的商業(yè)化推廣提供了一條重要的技術(shù)途徑。此外，因其整套制氫裝置具有占地面積較小、運輸方便等特點，為今后“以油育氫、以氫增油”的油氫合建模式提供了一條重要路徑。
供需兩端將發(fā)生結(jié)構(gòu)性調(diào)整
從供給來看，我國已是世界上最大制氫國，氫氣年產(chǎn)量約3300萬噸。其中，煤和天然氣制氫占比約78%，是成本較低且技術(shù)成熟的制氫方式，但存在碳排放量高、氣體雜質(zhì)多的缺點，在“雙碳”背景下增長空間受限，現(xiàn)有產(chǎn)能亟待清潔替代。工業(yè)副產(chǎn)氫約占21%，主要利用氯堿化工和煉焦等行業(yè)的尾氣提純制氫，具有一定成本優(yōu)勢。目前我國可再生能源電解水制氫行業(yè)剛剛起步，受制于技術(shù)經(jīng)濟性，整體占比不到1%，但其脫碳性能決定了未來將成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展主體。
從終端消費來看，我國氫氣主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，如石油煉制、石化產(chǎn)品生產(chǎn)、化肥制造、新型合成燃料工業(yè)等，其中耗氫量最大的是合成氨，其次是合成甲醇。目前氫能在交通領(lǐng)域的消費占比仍較低，年用量不到2萬噸。自國家正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技戰(zhàn)略創(chuàng)新方向以來，氫燃料電池汽車領(lǐng)域逐漸成為氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的熱點領(lǐng)域，“十四五”期間，各地規(guī)劃氫燃料電池電堆的總產(chǎn)能已高達300萬千瓦，規(guī)劃的燃料電池汽車總產(chǎn)能超過10萬輛。同樣逐漸火熱的還有建筑領(lǐng)域，基于氫燃料電池的固定式UPS電源以及冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)正在加速發(fā)展。
除此之外，因為氫具有長周期儲能特性，對可再生能源規(guī)模化利用具有重要意義，氫能將在新型電力系統(tǒng)中起到重要作用。
來源：中國電力新聞網(wǎng) 作者丨羅 曼
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