氢能作为推动全球能源转型的一种可行技术路线,逐渐成为世界能源领域的热点话题。日前,中国氢能联盟发布《中国氢能及燃料电池产业手册(2020版)》(以下简称《手册》),对国际及我国氢能和燃料电池产业整体发展情况、技术经济现状等方面进行了全面梳理总结。
窥一斑而知全豹。“氢能时代”的大幕已开启!
多国积极布局氢能产业发展
随着氢能和燃料电池关键技术的逐步突破,以及能源向绿色、低碳、可持续的发展转型,氢能发展潜力越来越被国际认可,各国积极布局氢能产业。
《手册》指出,占全球GDP44%的20多个国家中,有9个已制定全面的国家氢能战略,11个国家正在制定国家氢能战略,另有占全球GDP38%的14个国家尽管尚未出台氢能发展战略,但已在支持氢能试点和示范项目。
美国自2010年以来,每年对氢能和燃料电池的资助达1亿~2.8亿美元;英国投资2400万英镑,提出到2025年实现水电解装机1GW,到2030年,实现水电解装机5GW;欧盟计划到2050年,可再生能源制氢的投资增加到1800~4700亿欧元;韩国计划投入144亿欧元,到2025年实现20万辆燃料电池车,至2040年实现15GW燃料电池装机发电;日本计划到2030年每年采购30万吨氢气,靠氢气行驶的燃料电池车达到80万辆;德国计划投资90亿欧元,到2030年开发5GW电解制氢容量,并在核心工业行业进行推广;西班牙计划投入90亿欧元,重点发展低碳清洁氢发展路线图,到2030年实现水电解装机4GW,150辆燃料电池客车,5000辆燃料电池汽车/卡车和2条氢能铁路线。
我国亦高度重视氢能产业发展。
记者梳理了相关资料,2016年以来相继发布了《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》《中国制造2025》等顶层规划。
2019年,“推动加氢设施建设”首次写入政府工作报告。
2020年4月,氢能被写入《中华人民共和国能源法》(征求意见稿)。
2020年9月21日,五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,采取“以奖代补”方式,对入围示范的城市群,按照其目标完成情况核定并拨付奖励资金,鼓励并引导氢能及燃料电池技术研发。
截至2020年10月,我国有23个省、市、自治区,40个城市及地区已发布或正在编制氢能发展战略或规划。
据不完全统计,截止目前,我国累计支持氢能及燃料电池研发经费超20亿元。
我国氢能产业发展进入快车道
《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》清晰描绘了我国氢能产业基础设施发展路线图:到2030年,氢能产业将成为我国新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分,产业产值将突破10000亿元;加氢站数量达到1000座,燃料电池车辆保有量达到200万辆,高压氢气长输管道建设里程达到3000公里。
事实上,我国已经是世界上最大的氢能生产国和消费国。有关资料显示,全球每年制氢规模约11500万吨,我国氢气产能约每年4100万吨,产量约3342万吨,是世界第一产氢国。截至2020年底,全球加氢站约为544座,我国建成加氢站128座。
我国也是全球最大的燃料电池商用车生产国。截至2020年9月,已累计生产燃料电池汽车7000余辆,共计在32个城市开展了示范运行,累计运行里程超过1亿公里,单车最大运行里程超过14万公里。
氢能在各相关领域也有成功应用。氢燃料有轨电车示范项目已在广东佛山高明区上线运行。日照钢铁年产50万吨直接还原铁的氢冶金示范项目预计年内建成。在固体氧化物燃料电池(SOFC)方面,国家能源集团已实现国内首套20kW级固体氧化物燃料电池发电系统试车成功。同时,北京冬奥会崇礼奥运核心区将全部使用氢燃料清洁能源车辆。根据《张家口赛区冬奥会交通服务车辆能源保障加氢站规划方案》测算,冬奥会赛时,平均每天需求氢燃料8.3吨,峰值需求9.5吨。
氢能产业发展空间巨大
氢能是理想的清洁二次能源,用可再生能源制氢,用储氢材料储氢,用氢燃料电池发电,将构成“净零排放”可持续利用的氢能系统,成为可再生能源之外实现“深度脱碳”的重要路径。业内人士认为,氢能在供能时不会产生二氧化碳,被誉为地球的终极能源,发展空间巨大。
《手册》指出,越来越多的国家和机构投入到大型可再生能源制氢的研究与项目开发中。全球有37个示范项目正在研究天然气网络中的氢混合。欧洲、日本、美国和韩国开展了富氢燃气轮机示范。全球每年通过气基富氢冶金炼铁氢消费量在400万吨,德国、瑞典、日本、韩国等相继开展了富氢/纯氢冶金研究和示范。
氢能产业链包括氢的制备、储运、加注、综合应用和公共服务等多个环节。从经济性及技术进步角度来看,各环节都将分阶段发展满足商业化需求。值得注意的是,电解水制氢技术被视为未来最有潜力的制氢技术。
中国氢能联盟专家委员会主任余卓平分析,如果到2025年我国风电、光伏的新增装机发电成本降低到0.3元/千瓦时,可再生能源电解水制氢成本将降到约25元/千克,能够与天然气制氢进行竞争。等2030年可再生能源发电成本降低到0.2元/千瓦时后,电解水制氢成本将低至15元/千克,可以与现在化石能源加上碳捕集技术制氢的价格进行竞争。
据国际氢能委员会预测,到2050年全球氢能占能源比重约为18%,氢能产业链产值将超过2.5万亿美元。在“3060”目标的指引下,我国能源结构转型按下“加速键”,而随着氢能被纳入“十四五”规划和2035年远景目标,未来氢能产业的国家战略导向将更加清晰,产业顶层设计也将进一步完善,我国氢能发展正在迎来黄金发展期。
(数据来源:中国氢能联盟、国际氢能委员会)