頂層設計呼之欲出 中國氫能產(chǎn)業(yè)能否由亂而治

2020-09-16 06:38:24 太陽能發(fā)電網(wǎng)
《財經(jīng)》記者從多個信源獲悉,中國政府已把氫定位為新的能源品種,將大力推動氫能發(fā)展,由多個部委參與的中國氫能發(fā)展整體規(guī)劃正在制定之中!爸袊鴼淠墚a(chǎn)業(yè)頂層設計呼之欲出。”國際氫能協(xié)會副主席、清華大學教授毛宗強對《財經(jīng)》記者說,由于既有利益格局較為復雜,船大難掉頭,所以氫能的整體規(guī)劃制定一定要謹慎,步伐不宜太快。氫能被視
3. 氫能補貼爭議

市場需求是推動氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展最有效的手段。各國對氫能下游市場均給予補貼,中國也不例外,但如何進行補貼,業(yè)界存在爭議。

毛宗強表示,從現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局和未來的技術發(fā)展來看,氫能的終端利用應該在三個領域平分產(chǎn)量,即交通、化學工業(yè)和儲能發(fā)電。各領域的發(fā)展不可能同時前進,交通領域的氫燃料電池應該是現(xiàn)階段的補貼重點。

燃料電池是指通過化學反應將富氫燃料轉(zhuǎn)化為電能,可作為汽車內(nèi)燃機的替代品。氫燃料電池目前主要有兩種類型:質(zhì)子交換膜電池和固體氧化物燃料電池。

質(zhì)子交換膜電池啟動較快,工作溫度一般在100攝氏度以下,是中國目前使用最廣的車載氫燃料電池。固體氧化物電池工作溫度一般在700攝氏度左右,轉(zhuǎn)化效率相對較高,一般由重型卡車使用。

在財政部以及各地方政府出臺的氫能發(fā)展補貼政策里,主要針對氫燃料電池車、加氫站等對象給予補貼,例如,佛山對加氫站建設補貼力度最高達到800萬元,并對每消費一公斤氫氣補貼20元。這推動了中國氫燃料電池車輛和加氫站數(shù)量的快速增長。

目前,中國已有6000多輛氫燃料電池商用車在運行,主要是大巴和各種特種車。加氫站數(shù)量在2016年以后快速增加。截至今年7月,中國累計建成加氫站76座,投入運營的有52座。其中廣東省擁有量最大,有15座運營,17座在建。

毛宗強認為,氫燃料電池車輛數(shù)量增多,并不代表氫燃料電池技術在提高。2008年北京奧運會、2010年上海世博會等活動期間使用的氫燃料電池車輛,會后即閑置。地方政府現(xiàn)在都在積極推廣氫燃料電池車輛,毛宗強擔心很多車輛最后又會爛尾,他建議各地加強對氫燃料電池技術本身的支持,而不是追求氫燃料電池車的數(shù)量。

中電豐業(yè)技術開發(fā)公司總經(jīng)理王德軍對《財經(jīng)》記者說,歐美對氫燃料電池的扶持政策往往是直接給予項目補貼,而中國目前只是對用在車輛上的氫燃料電池給予補貼。雖然這跟國情有關,目的是為了鼓勵技術的進步和突破,但弊端也顯而易見,容易像電動車一樣出現(xiàn)造車騙補的現(xiàn)象。

中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》指出,預計2020年至2025年間,中國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達到1萬億元,氫能源車數(shù)量達到5萬輛,加氫站數(shù)量200座;2026年至2035年產(chǎn)值達到5萬億元,加氫站數(shù)量1500座,實現(xiàn)燃料電池車1500萬輛。

在增長前景看好的預期下,中國氫燃料電池產(chǎn)能激增。專注氫能源的第一元素網(wǎng)總編輯王高峰認為,氫燃料電池行業(yè)已經(jīng)嚴重過剩。目前全國的需求僅為3000多塊/年,而國鴻氫能一家企業(yè)的產(chǎn)能就有2萬塊,各大廠家的總產(chǎn)能已高達15萬塊。盡管生產(chǎn)企業(yè)目前基本都沒有賺錢,但產(chǎn)能擴張仍在繼續(xù)。

景春梅表示,像電動車一樣大水漫灌式的補貼不會再在氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)。目前的政策方向是讓市場自然發(fā)展,優(yōu)勝劣汰。

歐盟為了實現(xiàn)2050年碳中和的目標,計劃將氫能更多地使用在化學工業(yè)、發(fā)電,以及建筑供暖等諸多領域,對燃料電池車的直接補貼不多。王德軍表示,氫氣在非交通能源領域的應用是未來的最大市場,比如可再生能源儲能熱電聯(lián)供、天然氣摻氫、冶煉低碳鋼等。如果生產(chǎn)和儲運氫的成本不能大幅下降,交通領域的氫使用量很難快速提高。歐洲人認為,降低可再生能源制氫成本是首要任務,因此歐盟的補貼相當一部分給了綠氫項目。

毛宗強則認為,歐盟不把氫燃料電池車作為最重要的發(fā)展領域,主要還是因為目前歐盟的氫燃料電池車成本太高。氫燃料電池車的快速推廣,除了需要降低車輛本身的成本,還需要更大的投資建設加氫站、儲運管道等基礎設施。德國從1993年就開始研制氫燃料車,但汽柴油車輛的替代成本一直高企,歐盟不得不逐漸降低對這一領域的關注。


4. 綠氫在中國的前景

人類能源利用史是一個逐漸減碳的過程,從木材、煤炭、石油、天然氣到氫能。只有零碳排放的可再生能源電解水制氫,被認為是21世紀的終極能源,化石能源制氫將逐漸退出歷史舞臺。

電解水制氫是指在電解質(zhì)水溶液中通入電流后產(chǎn)生氫氣,其技術路線主要分三種:堿性水電解槽制氫、質(zhì)子交換膜水電解槽制氫和固體氧化物水電解槽制氫。其中,成本最低、技術最成熟的是堿性水電解槽制氫;質(zhì)子交換膜水電解槽制氫性能更好,但成本偏高;其他的則仍處于實驗室研發(fā)狀態(tài)。

中國實現(xiàn)綠氫的大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)需要具備兩個因素:可再生能源發(fā)電成本的下降,以及電解水制氫設備的技術進步。

以目前的技術和電價水平計算,50度電生產(chǎn)1公斤氫氣,電價占整個電解水制氫成本的比重超過85%。不過,可再生能源發(fā)電的成本正在快速下降,中國光伏發(fā)電和風力發(fā)電即將進入平價時代,預計到2030年前,光伏和風電的成本還將下降一半。有的地區(qū)比如四川、廣東還出臺了對可再生能源制氫的電價支持政策,最高電價限制在其他工業(yè)用電價格的50%以下。

在部分地區(qū)可再生能源發(fā)電不能并網(wǎng)的情況下,業(yè)內(nèi)認為,利用棄風棄光棄水制氫是個突破口。據(jù)歐陽明高測算,10%的棄電可以滿足2025年燃料電池車用氫需求,50%的棄電可以滿足2035年燃料電池汽車的全部用氫需求。

另據(jù)國家能源集團科技委常務副主任顧大釗介紹,該集團旗下大渡河水電近幾年每年棄水量達到100億度以上,因此目前在研究是在水電站就地制氫,然后把氫輸出去,還是把電輸?shù)匠啥迹僭诔啥冀淠艹鞘小?/font>

在電解水制氫設備方面,核心是電解槽。目前技術比較成熟、成本較低的是堿性水電解槽,國內(nèi)外都有生產(chǎn)商。但性能更好的質(zhì)子交換膜水電解槽和固體氧化物水電解槽目前成本仍較高,應用較少。

歐盟計劃提高電解槽的市場規(guī)模,從而降低其成本。歐盟氫能戰(zhàn)略的計劃是:2020年-2024年安裝600萬千瓦的可再生能源生產(chǎn)氫的電解槽,生產(chǎn)100萬噸的氫。2025年-2030年,電解槽容量提升到4000萬千瓦,生產(chǎn)氫1000萬噸。

中國企業(yè)雖具有電解槽的生產(chǎn)能力,但是以堿性水電解槽為主,性能更好的質(zhì)子交換膜水電解槽鮮有涉足,其核心的膜等關鍵材料則被國際企業(yè)壟斷。如果不能改變主要依靠進口材料的局面,電解槽市場規(guī)模提高之后也難以降低其成本。故加強關鍵材料的研發(fā)是當務之急。

除了設備成本和電價成本,發(fā)展綠氫的另一個限制條件是淡水資源。上述哈佛大學肯尼迪學院發(fā)布的報告認為,淡水資源是中國生產(chǎn)綠氫一個關鍵變量。中國西南地區(qū)有豐富的水電和淡水資源,是中國最合適發(fā)展綠氫的地區(qū)。但該地區(qū)遠離中國的經(jīng)濟中心地帶,還需要大量的基礎設施投資去連接供應和需求地區(qū)。如果能解決缺水的問題,中國就可能成為綠氫的“出口冠軍”,否則進口綠氫具有更大的吸引力。

綠氫如果能在中國以及全球大規(guī)模商業(yè)化應用,那么其將接替石油天然氣成為全球能源貿(mào)易的焦點。

歐洲最大的石油公司殼牌布局氫能領域已有十年,近期其開始大力發(fā)展綠氫。今年3月初,殼牌與荷蘭兩家公司合作實施歐洲最大的綠色氫能項目——NortH2項目,到2030年之前建成海上風電場用于氫氣生產(chǎn)。在中國,殼牌與華能集團于去年達成合作,將進行一項小規(guī)模的風電制氫的技術試點項目。

殼牌中國相關負責人對《財經(jīng)》記者表示,燃料電池汽車所需要的氫氣不同于一般工業(yè)用氫,對純度和雜質(zhì)含量要求很高?稍偕茉措娊馑a(chǎn)出的氫氣,具有純度高、雜質(zhì)含量低的特點,更符合燃料電池汽車的用氫需求。


作者:徐沛宇、李斯洋 來源:《財經(jīng)》雜志 責任編輯:jianping

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