近期,為引導氫能產業健康發展,國家發展改革委員委、國家能源局聯合發布了《氫能產業發展中長期規劃(2021-2015年)》(以下簡稱《規劃》),規劃從戰略定位、總體要求、創新體系、基礎設施建設、示范應用和保障體系等方面進行了頂層設計。
自2015年《巴黎協定》簽署以來,國際及國內氫能產業受到的關注度不斷提升。2019年氫能及燃料電池首次被寫入政府工作報告中,2021年氫能被正式寫入“十四五”規劃中,本《規劃》是推動氫能產業發展第一個國家層面的規劃。今年兩會期間,氫能依然是代表委員關注的熱點。為了深入理解《規劃》的內涵,本文針對氫能產業鏈的制氫、儲氫、運氫、加氫和氫能應用的各個環節,分別結合代表委員的建議和提案與《規劃》進行分析。
一、多元化制氫體系
我國已經具備的規模化制氫能力主要是高碳的制氫技術路徑。目前國內發展氫能的生產方式,主要有煤制氫、天然氣制氫和工業副產氫,其中工業副產氫追溯其上游一次能源主要還是煤和天然氣。因此,目前國內氫能生產主要還是依靠化石能源,而電解水制氫僅占比2%—4%,占比較為有限[]。氫能未來要在能源低碳化過程中發揮關鍵作用,必須要實現制氫從高碳到低碳的轉變。
針對當前制氫高碳的形勢,兩會期間代表委員提出了多種低碳制氫的技術路徑,充分體現了循環綠色低碳的新發展理念。不同的制氫技術發揮著連接各產業的紐帶作用,有助于形成低碳循環經濟新模式的建立;其中,攀枝花西區區委書記胡昱冰提出要促進焦爐煤氣制氫,天能集團董事長張天任提出要提高工業副產氫利用率,民盟中央常委丁光宏提出建議上海加緊布局海洋制氫新賽道,中核集團錢天林提出要以高溫氣冷堆實現大規模、持續、穩定制取“綠氫”,SK集團顧問孫子強提出可用垃圾氣化制氫并用于無碳氫能調峰電站。除了代表提出的多種制氫方式外,關于制氫方面,《規劃》提出了重點發展可再生能源制氫,嚴格控制化石能源制氫,探索季節性儲能和電網調峰,以及探索建立制氫基地。可以看出,作為氫能產業鏈源頭,制氫環節仍處于發展的初期。
政策體系方面,考慮到當前綠氫的經濟性優勢不足,全國人大代表中國石化茂名石化尹兆林建議要加大綠氫裝置建設補貼。與代表提到的經濟激勵措施不同,《規劃》提出研究探索可再生能源發電制氫支持性電價政策,完善可再生能源制氫市場化機制,健全覆蓋氫儲能的儲能價格機制,探索氫儲能直接參與電力市場交易。相比較而言,《規劃》激勵手段側重針對制取氫能項目的長期運行,而代表建議給予制氫設備補貼。從過去清潔能源發展過程中采用的激勵措施實施效果來看,《規劃》提出的激勵措施更有利于氫能的健康發展。
二、構建多元化的儲氫和運氫體系
儲氫領域方面,我國儲氫技術以高壓氣態儲氫技術為主。低溫液態儲氫技術則主要應用于我國航天航空領域,普及度不及高壓氣態儲氫。固體儲氫技術難度大,但作為我國未來儲氫技術發展重要方向,一直受到政府、企業和科研機構等多方重視。運氫領域方面,國內現有運氫技術主要包括高壓氣態運氫、低溫液態運氫和管道運氫三種技術。運氫技術的應用格局與當前氫能處于應用規模小密切相關。在當前的發展階段,高壓氣態儲運氫技術發展相對比較成熟且應用較廣,市場空間較大。液態運氫技術主要僅用于航空航天領域,因此液態運氫技術的應用和推廣相對受限。我國運氫管道發展較為緩慢,到目前氫管道僅400公里左右。但是,管道輸運氫氣的降成本潛力顯著,發展管道運氫是未來氫能進入大規模應用階段的必然趨勢。
目前,儲運氫企業也多側重改進和應用高壓氣態儲運氫技術。其他儲運氫技術成本更高且現有市場相對較小,商業效益也不足以支撐企業進行相關的技術研發和應用。兩會期間,全國人大代表對儲氫運氫領域發展也十分關注。其中,中國科學院理化技術研究所所長汪鵬飛提出發展液氫儲運技術及關鍵裝備,中國石化茂名石化執行董事尹兆林提出要實行氫能儲輸設備免稅政策。高校等科研機構更側重于技術本身的研發和升級,而氫能企業更關注儲氫運氫技術和設備應用的經濟性。如何從源頭改進技術并降低技術應用成本,將是企業和高校等持續推進的領域重點和難點。
固、液和氣態氫能的儲運方式在不同的應用場景差別下特點差別很大,不能以某個標準對不同的技術路徑進步比較。筆者認為基于上述原因,《規劃》提出了逐步構建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系。另外,關于氫能儲運方面,《規劃》明確提出了以安全可控為前提。
與制氫和用氫廣受企業關注不同,儲氫和運氫受到的關注度相對較少。然而,儲氫和運氫具有公共屬性,社會資本關注度不高。建議國家層面設立專項資金支持研究所和高校開展相關研究為氫能基礎設施的建立奠定扎實的發展基礎。
展望未來,綠色電力難以在國際貿易中發揮作用,而氫能有可能成為替代石油、天然氣的綠色能源品種。氫能的儲運技術是實現全年能源貿易低碳化非常關鍵的一環。結合我國豐富的可再生能源資源條件,發展好氫能儲運技術優勢有助于我國在新的能源貿易格局中占據先機,打造新的能源產業,形成新的產業鏈業態和競爭格局。
三、有序推進加氫網絡建設
加氫工程項目實際推進較慢,但是相關的戰略早已制定。早在2016年10月,中國標準化研究院資源與環境分院和中國電器工業協會發布了《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2016)》,首次提出了我國氫能產業的發展路線圖。截至2021年3月末,中國已建成加氫站131座,其中已運營加氫站108座。我國已建成加氫站以外供氫加氫站為主,且全為高壓氣加氫站,液氫加氫站建造技術尚在工程試驗階段。內制氫加氫站建造技術處于商業化試驗和小規模應用階段。
從加氫站建設參與主體看,加氫企業遍布氫能全產業鏈。上游以加氫站投資建設運營企業、氣體企業、化工企業和能源企業為主,中游以燃料電池系統(電堆)企業為主,下游以車企和車輛運營企業為主。相關企業在建設和運營加氫站的過程中,往往會遇到建設成本過高、建站土地獲取困難、建站技術標準不統一和建站技術儲備不足等問題。
兩會期間,全國人大代表對加氫領域發展關注度相對較少,除資金支持外更多是從加氫站布局和配合全產業鏈構建角度提出加快加氫領域建設,未涉及技術標準和技術儲備等問題。其中,大連市人大代表趙繼宏提出要利用現有加油站點升級改造補給加氫站布局,中國石化茂名石化執行董事尹兆林提出要加大加氫站建設補貼,寶泰隆董事長焦云提出通過配合加氫站建設等帶動上游制氫、儲氫、加氫領域產業鏈逐步構建。與制氫、儲氫和運氫領域類似,資金支持力度不足是限制相關企業發展的重要因素之一。加大資金支持將給未來加氫企業的發展帶來更直接更快速的積極改變。
《規劃》堅持需求導向,堅持安全為先,提出有序推進加氫網絡體系建設,支持依法依規利用現有加油加氣站的場地設施改擴建加氫站。探索站內制氫、儲氫和加氫一體化的加氫站等新模式。長期以來,傳統加油站主要是以國有運營為主,站點選址復雜,加氫站預計仍面臨類似的形勢,民營企業對加氫站關注較少。
四、多元化推動氫能示范應用
氫能的應用對于我國難以減排的工業減排將發揮重要作用,并助力大規模高比例可再生能源的發展。從氫能應用場景開發看,人大代表主要關注氫能汽車、氫冶金、氫化工和氫能建筑四個方面。長城汽車王鳳英提出要推動純電、氫能、混動汽車發展,華北理工大學張福成提出要加快氫冶金技術研發,國家能源集團包頭煤化工有限責任公司董賈潤安提出要利用綠電、綠氫等新能源與現代煤化工耦合發展。
從氫能發展布局看,長春市政協秦海濤提出要支持打造吉林西部氫能“制儲輸用”全產業主鏈和燃料電池、關鍵材料、裝備部件等支撐鏈,全國人大代表趙萍等提出將成渝城市群納入國家第二批燃料電池汽車示范城市名單等。
從《規劃》的總體內容來看,唯一的專欄是針對氫能交通、儲能、發電、工業的創新應用示范工程,可以看出國家主管部門對于應用以及示范工程的重視。《規劃》提出以當前我國氫能示范應用主要在集中在交通領域,未來逐步向工業及能源和建筑三個領域,其中交通領域的應用最為普遍。
近期來看,交通領域重點是氫燃料電池火車的示范應用以及70MPa儲氫瓶的應用驗證;儲能領域重點在可再生能源資源富集、氫氣需求量大的地區,開展集中式可再生能源制氫示范工程;發電領域重點是結合增量配電改革和綜合能源服務試點,開展氫電融合的微電網示范,推動燃料電池熱電聯供應用實踐,驗證電氫熱冷等不同形式能源的耦合應用;考慮到工業應用氫氣的前期基礎研究和小規模實驗驗證準備不足,近期工業領域的應用相對比較保守,主要是結合國內冶金和化工行業市場環境和產業基礎,探索氫能冶金示范應用,探索開展可再生能源制氫在合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等行業替代化石能源的示范。
原標題:IIGF觀點 | 結合代表委員的建議和提案解讀《氫能產業發展中長期規劃(2021-2015年)》