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趋势 | 我国掀起“氢能热”,绿氢成本下降可期

发布日期:2020-08-27    来源:技术交易平台

 

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不久前,广州发布《广州市氢能产业发展规划》。截至目前,已有30多个省市出台氢能发展规划,纷纷在氢能产业战略布局上抢占先机,全国范围内出现了明显的“氢能热”。但在全球氢能竞争中,我国目前未占据优势地位,核心技术能力、关键部件与装备等薄弱环节都亟待加强。

 

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我国氢能发展仍处于起步阶段

 

 

氢能源的吸引力显而易见。氢是宇宙中最丰富的元素,它用途广泛,可以为车辆提供燃料,为发电厂提供动力,并提供一种存储可再生能源的方式,而无需排放二氧化碳。在保障国家能源安全、改善大气环境质量、推进能源产业升级等方面,氢能都具有重要意义。

 

我国一直大力支持氢能发展,在“十三五”国家战略性新兴产业发展规划中就把氢能作为能源科技创新的重要方向。2019年,氢能首次写入政府工作报告。今年,《中华人民共和国能源法》明确将氢能列入能源体系。

 

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近年来,我国氢能产业得到快速发展,目前氢能发展主要以交通领域应用为牵引,产业链逐步延伸到制氢、储氢、运氢、加氢、燃料电池以及配套产业环节。截至2019年底,国内氢燃料电池汽车保有量达到6000余辆。截至20202月,中国加氢站数量已达到64座。

 

中国工程院院士、中国工程院原副院长干勇表示,保守估计,未来氢能在我国终端能源体系中的占比将达10%,成为我国能源战略的重要组成部分。氢能将纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,共同成为我国终端能源体系的消费主体,带动形成10万亿级的新兴产业。

 

 

不过,我国氢能发展仍处于起步阶段,尚处于产业化探索期,亟需全产业链的突破,产业整体发展水平距离国际先进水平仍有较大差距,在核心材料、零部件、装备等方面还有许多问题亟待解决。例如,膜电极是燃料电池最昂贵的部件,目前国内已制订了支持中长期膜电极计划,但仍有一些指标没有达到,投入也不够,特别是大型企业的介入不够。

 

而在不少国家,氢能已经从研究开始进入商业化应用阶段。其中,欧洲正在加快氢能商业化进程,基础设施网络规划完备;日本和韩国已将燃料电池汽车与发电装置推向市场,关键技术开发及产业装备制造也较为成熟;美国拥有完备的产业政策及路线图,加州等地区已初步形成基础设施网络;澳大利亚、新西兰也都发布了氢路线图。

 

全球目标:绿氢

 

目前全球绝大部分氢能是利用化石能源生产的,其中76%基于天然气,23%基于煤炭,制氢成本不低。国外的发展表明,氢的制备技术路线主要是发展“绿氢”,即利用可再生能源制氢。绿氢由于制备过程实现了零碳排放,得到了业界的广泛认可。

 

 

绿氢是实现高比例可再生能源的重要支撑,也是实现交通运输、发电、建筑等领域高度深度脱碳的最佳选择。通过技术研发促进绿氢成本下降,并推动全产业链突破,是全球氢产业发展的共同愿景。

 

 

据业内专家透露,目前可再生能源制氢成本约为6美元/干克,当这一成本降至2.6美元/千克时就可以拥有竞争力。据预计,在5-10年内,可再生氢平均成本可以降至约2-3美元/千克,在条件最优地区将达到1-1.5美元/千克左右,和当前煤制氢成本相当。

 

另据IHS Markit近期的一项分析,十年内,可再生能源制氢将拥有成本竞争力。该机构指出,自2015年以来,生产绿氢的成本已经下降了50%,到2025年,得益于规模扩大和标准化生产,绿氢成本将继续下降30%;2030年,通过可再生能源电解水制氢,绿氢将比天然气更具成本优势。

 

 

经过多年发展,我国已经建立了以灰氢为主要氢源,以高压氢为主要运输载体,以燃料电池汽车为主要应用场景的氢能产业链。这一产业链具有良好的氢气工业基础,制储氢技术成熟度较高,且延续了纯电动汽车的政策和投资热度。但与此同时,这个产业链也存在诸多问题:灰氢依然存在着环境污染和二氧化碳排放问题,与发展氢能初衷仍有差距,应向蓝氢和绿氢方向发展;高压氢存在着较大的安全隐患和较高的能耗;燃料电池汽车仅是氢能应用的一部分,还应扩大再发电、建筑和工业上的应用。

 

“世界氢能成本的降低,一定要看中国。”联合国开发计划署驻华代表处能源与环境项目处主任张卫东表示,在全球可再生能源的发展历程中,中国使光伏成本降低了90%以上,使风能成本降低了80%以上,如今,中国氢能和燃料电池产业的兴起正在决定性地推动着全球氢能产业的发展。