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綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚需下好“全國(guó)一盤(pán)棋”

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2021-08-24 00:00:00

近日,內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展2021年度風(fēng)光制氫一體化示范的通知》,優(yōu)選了7個(gè)2021年度風(fēng)光制氫示范項(xiàng)目,示范項(xiàng)目共建設(shè)新能源221.95萬(wàn)千瓦,電解水制氫6.69萬(wàn)噸/年。與此同時(shí),多省近期發(fā)布的“十四五”規(guī)劃中,制氫都成為重點(diǎn)領(lǐng)域,地方政府正在將越來(lái)越多的目光投入到綠色氫能的制取。

作為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要抓手,綠氫正在獲得越來(lái)越多的青睞。“雖然可再生能源制氫目前還處于探索階段,從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)性上,距離大面積推廣還較遠(yuǎn),但行業(yè)已經(jīng)看到了前景。”國(guó)家發(fā)展改革委能源研究所副研究員劉堅(jiān)接受記者采訪時(shí)表示,在“碳中和”目標(biāo)下,如果可再生能源制氫成本能有較大的降幅,未來(lái)將會(huì)有巨大的需求空間。

綠氫革命正當(dāng)時(shí)

作為一種解決風(fēng)電、光伏等可再生能源間歇性、波動(dòng)性問(wèn)題,以及推動(dòng)多個(gè)領(lǐng)域深度脫碳的重要路徑,國(guó)內(nèi)對(duì)綠氫產(chǎn)業(yè)的探索正在加速。劉堅(jiān)表示,“以往,氫能產(chǎn)業(yè)受到的關(guān)注主要集中在燃料電池汽車領(lǐng)域,而現(xiàn)在很多地方政府開(kāi)始把更多目光投入到制氫環(huán)節(jié),并且做出布局綠氫的決策,這是一個(gè)很大的變化。”

在劉堅(jiān)看來(lái),內(nèi)蒙古的“風(fēng)光制氫一體化示范項(xiàng)目”要求電網(wǎng)公司收購(gòu)電量不超過(guò)項(xiàng)目新能源總發(fā)電量的20%,表明制氫不再只是作為消納棄風(fēng)棄光的輔助手段,而是可以將新能源發(fā)電優(yōu)先用于制氫。他介紹,在國(guó)內(nèi),已有諸多地方和企業(yè)對(duì)可再生能源制氫進(jìn)行了探索,如吉林白城、河北張家口的風(fēng)電制氫,寧夏寧東基地的光伏制氫,目前都已有較好的嘗試。其中,寧東基地的可再生能源制氫,在當(dāng)?shù)卣椭T多央國(guó)企的培育下,已占據(jù)全球領(lǐng)先地位。

記者了解到,在寧夏寧東基地,國(guó)家電投集團(tuán)寧東可再生能源制氫示范項(xiàng)目于2020年9月份開(kāi)工建設(shè),2021年6月制氫項(xiàng)目完成首次系統(tǒng)試運(yùn)行,年制氫能力536t;配套建設(shè)10MW光伏發(fā)電項(xiàng)目作為制氫電源,年均發(fā)電量1900萬(wàn)kWh,滿足部分制氫用電。該項(xiàng)目以分布式光伏和自備電廠能源互補(bǔ)作為配套電源制氫,并鎖定精細(xì)化工企業(yè)用氫為市場(chǎng)保障,以穩(wěn)定的綠氫供應(yīng)培育用氫市場(chǎng)。

除了地方和央國(guó)企的入局,一些可再生能源民企也在加速進(jìn)軍制氫產(chǎn)業(yè),其中,作為光伏龍頭企業(yè)的隆基股份和陽(yáng)光電源,已在氫能產(chǎn)業(yè)“捷足先登”。“2020-2030年間,中國(guó)將迎來(lái)光伏與風(fēng)電大規(guī)模建設(shè)高峰,必然帶來(lái)電網(wǎng)消納的問(wèn)題。”陽(yáng)光電源股份有限公司副總裁兼氫能事業(yè)部總裁程程告訴記者,未來(lái),大規(guī)模的棄風(fēng)棄光用來(lái)就地制氫,再通過(guò)氫能儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入電網(wǎng)調(diào)峰和豐富的氫能應(yīng)用場(chǎng)景,從而解決可再生能源消納問(wèn)題。

程程指出,在國(guó)家“雙碳”、“雙高”政策導(dǎo)向下,國(guó)內(nèi)可再生能源制氫在2021年增長(zhǎng)迅猛,目前已有超過(guò)1/3的央企涉足氫能,國(guó)內(nèi)綠氫市場(chǎng)前景非??捎^。他表示,“碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出無(wú)疑助力了綠氫的發(fā)展,我們預(yù)測(cè),近5年綠氫會(huì)率先在供熱和重卡行業(yè)得以應(yīng)用,到2030年,綠氫成本可下至與灰氫平價(jià),2035年后,綠氫將成為極具競(jìng)爭(zhēng)力的能源在工業(yè)領(lǐng)域和交通領(lǐng)域大規(guī)模推廣應(yīng)用。”

降本增效是關(guān)鍵

盡管從長(zhǎng)期來(lái)看,綠氫的大規(guī)模發(fā)展已成為必然趨勢(shì),但目前而言,可再生能源制氫尚處于發(fā)展初期,其成本和競(jìng)爭(zhēng)力是未來(lái)亟需關(guān)注的重點(diǎn),尤其是高昂的耗電成本,成為目前水電解制氫難以與“灰氫”抗衡的主要弱點(diǎn)。隆基氫能科技有限公司副總經(jīng)理王英歌告訴記者,目前,國(guó)內(nèi)可再生能源制氫還處于試點(diǎn)和探索的階段,主要是央企和地方政府在推動(dòng)一些示范項(xiàng)目,大規(guī)??稍偕茪溥€比較少。

據(jù)國(guó)家電投集團(tuán)寧夏能源鋁業(yè)公司(簡(jiǎn)稱“寧夏能源鋁業(yè)”)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,當(dāng)前,我國(guó)超過(guò)95%的氫氣生產(chǎn)主要依靠化石資源,主要原因是化石資源制氫工藝成熟,原料價(jià)格相對(duì)低廉,而電解水制氫僅占比2%—4%,可再生能源制氫更是少之又少。

該負(fù)責(zé)人表示,可再生能源制氫競(jìng)爭(zhēng)力較差的原因在于,國(guó)內(nèi)提出提出時(shí)間較短,對(duì)此技術(shù)的研究也較少,且可再生能源受環(huán)境影響,導(dǎo)致輸出功率波動(dòng)較大、間歇性強(qiáng),很難大規(guī)模單獨(dú)應(yīng)用,當(dāng)前能夠產(chǎn)業(yè)化的太陽(yáng)能發(fā)電制氫、風(fēng)電制氫和生物質(zhì)氣化制氫經(jīng)濟(jì)性不甚理想。他還介紹,寧夏能源鋁業(yè)當(dāng)前正通過(guò)前述寧東可再生能源制氫項(xiàng)目,進(jìn)一步總結(jié)光伏制氫耦合系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),研究提高可再生能源制氫效率途徑,為后期打造高效率、高可靠性的大規(guī)模光伏耦合制-儲(chǔ)-輸-用氫綜合系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

與此同時(shí),一些民營(yíng)企業(yè)也在基于自身經(jīng)驗(yàn),著力推動(dòng)制氫成本的降低。據(jù)王英歌介紹,隆基將電解水裝備制造作為重點(diǎn)發(fā)展方向,致力于推動(dòng)可再生能源制氫成本的下降。“降低可再生能源制氫成本,核心是降低設(shè)備的綜合電耗,”他表示,目前來(lái)看,綠氫最終成本主要取決于電價(jià)和電耗,設(shè)備制造成本的影響較小,“過(guò)去十年,設(shè)備制造的成本下降了60%以上,未來(lái)也將隨著制氫規(guī)?;l(fā)展進(jìn)一步降低。”

在王英歌看來(lái),推動(dòng)綠氫的發(fā)展,上游的可再生能源發(fā)電要繼續(xù)降本,在“十四五”期間,光伏發(fā)電成本下降到0.1-0.2元的區(qū)間,制氫成本就可以大幅下降,將可以與天然氣制氫競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí),他還認(rèn)為,在制氫設(shè)備領(lǐng)域,要不斷降低綜合電耗,目前,設(shè)備的綜合電耗與理論值相比,還有很大的下降空間。

協(xié)同發(fā)展需提升

當(dāng)前,雖然一些地方政府已開(kāi)始先行先試,推動(dòng)可再生能源制氫發(fā)展,但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展,則需要從“全國(guó)一盤(pán)棋”考量,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。劉堅(jiān)認(rèn)為,在西北地區(qū),風(fēng)、光資源豐富,擁有發(fā)展可再生能源制氫的先天優(yōu)勢(shì),但由于發(fā)展燃料電池汽車的空間較小,工業(yè)領(lǐng)域的用氫將是重要的應(yīng)用場(chǎng)景,未來(lái),可以推動(dòng)遠(yuǎn)距離管道輸氫等路徑,來(lái)推動(dòng)區(qū)域間的協(xié)同。

對(duì)此,王英歌也表示,在目前儲(chǔ)運(yùn)成本較高的情況下,需要在需求側(cè)進(jìn)行綠氫基地的建設(shè),比如鄂爾多斯是主要的煤化工基地之一,而包頭則有鋼鐵產(chǎn)業(yè),都有很大的氫氣需求,可以通過(guò)工業(yè)的應(yīng)用,比如氫冶煉進(jìn)行消納。同時(shí),面向未來(lái)的應(yīng)用場(chǎng)景,為加強(qiáng)“全國(guó)一盤(pán)棋”,則需要進(jìn)行液氫等儲(chǔ)運(yùn)方式的探索。

王英歌表示,國(guó)家層面需要做一些規(guī)劃和引導(dǎo),推動(dòng)跨區(qū)儲(chǔ)運(yùn),比如山東是未來(lái)主要的應(yīng)用市場(chǎng),但氫的來(lái)源是一個(gè)大問(wèn)題,就需要跨區(qū)域儲(chǔ)運(yùn)。液氫是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。他還強(qiáng)調(diào),氫能產(chǎn)業(yè)鏈上要進(jìn)行“消缺”,比如液氫儲(chǔ)運(yùn),比如鋼鐵領(lǐng)域的氫冶煉,都要鼓勵(lì)降本,同時(shí),加氫站的技術(shù)也亟需消除瓶頸。

在程程看來(lái),國(guó)內(nèi)氫能發(fā)展目前進(jìn)入示范期階段,距離市場(chǎng)化還有些距離,這與氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小、上下游技術(shù)水平以及各地資源不均衡等情況有關(guān),如果不能貫通全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展,氫能將難以進(jìn)入市場(chǎng)化。他指出,要統(tǒng)籌規(guī)劃制氫、儲(chǔ)氫、用氫一體化協(xié)同發(fā)展,加強(qiáng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),豐富氫能應(yīng)用場(chǎng)景,才能帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模化、市場(chǎng)化發(fā)展。

“目前國(guó)家已經(jīng)將氫氣從?;妨腥肽茉搭悇e,重視程度前所未有,”程程表示,國(guó)家相關(guān)部門(mén)在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)建立、科研項(xiàng)目投入上給予了很大支持,各地政府出臺(tái)的“十四五”規(guī)劃,也都在推動(dòng)氫能發(fā)展方面給出了很好的思路和政策。頂層設(shè)計(jì),已經(jīng)在快速地完善中,我們希望在項(xiàng)目落地時(shí),政府能夠引導(dǎo)和協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈資源,實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)貧淠墚a(chǎn)業(yè)有序、高效地協(xié)同發(fā)展。

寧夏能源鋁業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,未來(lái)需要進(jìn)一步發(fā)揮城市集群效應(yīng),各個(gè)城市應(yīng)側(cè)重不同的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從零部件生產(chǎn)到設(shè)備組裝形成區(qū)域產(chǎn)業(yè)效應(yīng),推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展,在各地區(qū)之間也應(yīng)從氫能源的產(chǎn)、運(yùn)、用方面形成區(qū)域協(xié)同,發(fā)揮地區(qū)優(yōu)勢(shì),形成氫能源區(qū)域協(xié)同,氫能產(chǎn)業(yè)鏈城市集群的雙協(xié)同鏈,實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)“全國(guó)一盤(pán)棋”。(作者:吳昊)

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