氢能全链条发展前景可期
全球最大绿色氢氨项目在内蒙古投产、全球首个30兆瓦级纯氢燃机示范项目开工、全球首次绿色船用氨燃料加注作业在辽宁大连完成、首批氢能两轮车商业化运营项目在广东东莞落地……今年以来,重大氢能项目接连落地,氢能应用场景多点开花,氢能高质量发展呈现良好态势。
氢能作为一种清洁、高效的能源载体,以其独特优势被视为未来能源体系的重要组成部分,也是实现碳达峰碳中和目标和经济社会可持续发展的客观需要。近日,在中国产业发展促进会氢能分会、内蒙古自治区氢能产业发展促进会主办的2025氢能产业发展大会上,与会专家表示,氢能在新型能源和工业体系中具有不可替代的作用,要坚持绿色低碳转型,持续推进能源结构优化调整,坚定不移推动氢能产业高质量发展。
“制储输用”全面开花
在全球应对气候变化挑战的大背景下,氢能已成为全球主要国家加快能源转型升级、培育经济新增长点的重要战略选择。目前,已有60多个国家和地区将氢能纳入能源战略。日本提出“氢能社会”愿景,在燃料电池汽车、家用燃料电池系统方面走在世界前列;欧盟通过“氢能战略”,大力推动绿氢生产和应用,并在工业脱碳和能源存储方面取得了积极进展;美国在高效电解槽、先进燃料电池等领域技术创新方面表现突出。
我国通过加强顶层设计,制定产业政策,深化技术创新,有序探索项目落地模式,氢能产业“制储输用”各环节呈现积极发展态势。目前,我国建成可再生能源制氢项目产能占全球比例超50%,成为可再生能源制氢及相关产业发展引领者。“三北”地区氢能产业发展迅速,一批项目建成投运,逐步贯通氢能制取—储运—应用全流程,发挥了较好示范作用。同时,我国积极推动氢能产业链、供应链、创新链合作,参与国际标准和认证体系建设,为全球能源转型贡献中国智慧。
“建设新型能源体系是实现‘双碳’目标的重要途径,绿色氢能产业在其中扮演重要纽带作用。”水电水利规划设计总院院长助理彭烁君表示,在新型电力系统中,发展氢能可促进可再生能源消纳,实现跨季能源平衡,管道输氢技术也可与特高压电力输送形成有效补充。在新型煤炭系统中,煤电掺氨可解决煤电绿色低碳转型问题,在煤化工中进行绿氢替代,可提高煤炭利用效率并减少碳排放。在新型油气系统中,绿氢可与天然气掺混用于燃气轮机发电与城镇天然气替代,绿色氢、氨、醇可对传统的油气进行绿色替换,用于交通和工业领域,支持可再生能源在非电领域发挥减碳作用。
彭烁君认为,近期看,日本、韩国等国家和地区化工巨头对绿氨的进口需求,中远海运、马士基等国际航运龙头对绿色甲醇的需求,是短期内刺激我国氢能产业发展的主要驱动之一。远期看,氢能贸易和投资流动将催生新的相互依存模式,大力发展可再生能源制氢并积极参与国际贸易,可为中国参与构建国际能源秩序提供良好契机。
推动电氢协同发展
“我们要清醒地认识到,氢能产业发展还面临诸多挑战。”中国产业发展促进会会长于彤坦言,政策体系尚不完善、制取成本相对较高、储运技术有待突破、应用场景有待拓展等,在一定程度上制约着氢能产业高质量发展。
近年来,随着光伏、风电技术加速成熟,可再生能源发电经济性日益凸显,带动新能源进入快速发展阶段。据机构预计,到2030年,我国风电和光伏装机将达到28亿千瓦至30亿千瓦,较2020年增长5倍到6倍。届时仅凭特高压输电网络,难以满足风光发电全额并网消纳需求。
西南石油大学碳中和首席科学家雷宪章认为,采取“能电则电,能氢则氢”战略,通过电氢协同发展模式,可有效促进可再生能源高质量发展。
制氢和储运氢成本高是当前制约氢能产业发展的两大关键因素。离网制氢技术是破解电解水制氢成本困境的可行方案。雷宪章表示,当制氢电价降至每千瓦时0.15元至0.2元,离网制氢将具备经济性。不同电解水制氢技术各具优势,离网制氢场景下,采用碱性电解槽、质子交换膜电解槽、可逆固体氧化物燃料电池耦合方案,在风光发电时段进行绿氢制取,在无风无光时段,将可逆固体氧化物燃料电池切换至燃料电池模式,利用存储的氢气反向发电,可实现零碳制氢的闭环自洽。
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