當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革同我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展要求形成歷史性交匯。
專家認為,近年來,隨著全球氫能源加速發(fā)展,我國氫能產(chǎn)業(yè)也正駛?cè)肟燔嚨馈5傮w看,我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期,在關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系、商業(yè)化路徑等方面仍需進一步探索。
如何認識當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一系列新形勢、新問題、新挑戰(zhàn)?近日,長江日報云端會客廳邀請武漢理工大學(xué)首席教授、武漢理工氫電創(chuàng)始人潘牧,深圳技術(shù)大學(xué)商學(xué)院副教授、東盟與東亞經(jīng)濟研究院研究員李諺斐做客直播間,分析和探討氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢。
在雙碳背景下,我國氫能產(chǎn)業(yè)正迎來一輪新的發(fā)展機遇。氫能首次作為前沿新興產(chǎn)業(yè)被寫入今年的《政府工作報告》。今年2月,國家發(fā)改委和能源局發(fā)文支持氫儲能等多種儲能技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展和優(yōu)化配置,國家七部門表示將構(gòu)建氫能制、儲、輸、用等全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)裝備體系。
從國內(nèi)城市看,多地將氫能產(chǎn)業(yè)明確為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要途徑和新的經(jīng)濟增長點。長江日報記者初步梳理發(fā)現(xiàn),已有超30個省、市出臺氫能發(fā)展規(guī)劃,氫能賽道百花齊放。
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035)》中已明確強調(diào),當(dāng)前各地發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)要遵循穩(wěn)慎應(yīng)用、示范先行原則,有序開展氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范,避免一些地方盲目布局、一擁而上。
在未來國家新能源戰(zhàn)略通道建設(shè)中下好先手棋
“我國氫能源長期存在供給和消費的區(qū)域錯配問題。在新能源氫能戰(zhàn)略通道中,在適度超前政策引導(dǎo)下,國內(nèi)大規(guī)模綠氫項目在資源富集的內(nèi)蒙古、寧夏、新疆自治區(qū)及東北省份積累規(guī)劃已超過80萬噸,遠超《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035)》的預(yù)定目標(biāo),但大量供給需要跨區(qū)域在沿海和中部尋求需求市場,因此未來有必要發(fā)展以氫基能源為載體的全國性新能源輸送通道網(wǎng)絡(luò)。”接受記者采訪時,深圳技術(shù)大學(xué)商學(xué)院副教授、東盟與東亞經(jīng)濟研究院研究員李諺斐表示,在氫氣的來源上,我國西部、北部地區(qū)是可再生能源富集區(qū),東部沿海地區(qū)是重要的消納區(qū),應(yīng)用場景廣泛。
從能源安全的角度出發(fā),李諺斐提出,我國要建設(shè)新能源戰(zhàn)略通道,和西電東輸形成互補。“這一戰(zhàn)略通道可能會從摻氫逐步過渡到全氫運輸,將西部、北部地區(qū)的氫氣送到沿海地區(qū),必然會經(jīng)過中部地區(qū),武漢有基礎(chǔ)和潛力成為途經(jīng)中部的首選城市。”長期從事氫能研究的武漢理工大學(xué)首席教授潘牧也認為,武漢交通條件便利,未來有望成為國內(nèi)氫氣交易的樞紐。
什么是國家未來的新能源戰(zhàn)略通道?李諺斐團隊的研究表明,在全球氣候快速變化和雙碳目標(biāo)語境下,國際能源安全面臨嚴峻挑戰(zhàn),世界主要國家的氣候與能源戰(zhàn)略已成為其未來社會與經(jīng)濟發(fā)展策略和規(guī)劃的根本基調(diào)。
據(jù)國際氫能理事會統(tǒng)計,截至2021年2月,全球已有30多個國家發(fā)布了國家層面的氫能路線圖。在此背景下,我國可構(gòu)建基于電網(wǎng)和氫能的兩種國際新能源通道網(wǎng)絡(luò)來替代傳統(tǒng)的油氣國際通道,共同構(gòu)成新能源國內(nèi)大循環(huán)的骨干。
這在國家氫能產(chǎn)業(yè)布局中已有相關(guān)部署?!稓淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035)》要求穩(wěn)步構(gòu)建儲運體系,支持開展多種儲運方式的探索和實踐,開展摻氫天然氣管道、純氫管道等試點示范,逐步構(gòu)建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系。目前,國內(nèi)首條跨省綠色氫能管道“西氫東送”示范項目已納入國家規(guī)劃。4月,我國首個純氫長輸管道項目開始實施,由中國石化投入建設(shè),起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市,終于北京燕山石化,全長400多公里。
李諺斐認為,武漢作為中部地區(qū)的首位城市,交通區(qū)位優(yōu)勢顯著,科研實力和制造業(yè)基礎(chǔ)強,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)已具備較好的優(yōu)勢。要積極順應(yīng)國家戰(zhàn)略發(fā)展需求,提前布局本地氫能產(chǎn)業(yè),在打造氫能產(chǎn)業(yè)鏈方面突出本地的技術(shù)和應(yīng)用特色,在全國氫能產(chǎn)業(yè)中形成差異化發(fā)展,并在未來新能源戰(zhàn)略通道建設(shè)中搶占先機、獲得先發(fā)優(yōu)勢。
4月12日,中國石化氫能裝備制造基地在武漢正式揭牌。圖為嘉賓參觀基地生產(chǎn)的氫能裝備。記者周超 攝
走出特色路徑,打造氫能裝備制造基地
武漢如何在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中探尋到差異化路徑,形成更高的顯示度和產(chǎn)業(yè)競爭力?
武漢是國內(nèi)最早布局氫能產(chǎn)業(yè)的城市之一。近年來,武漢先后出臺《氫能產(chǎn)業(yè)突破發(fā)展行動方案》《氫能產(chǎn)業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》等文件,提出要打造創(chuàng)新研發(fā)、裝備制造、示范應(yīng)用協(xié)同發(fā)展的中國氫能樞紐城市。目前,武漢已具備氫氣“制儲運加用”全產(chǎn)業(yè)鏈,氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平處于全國前列。
“仍該認識到,全國氫能產(chǎn)業(yè)目前仍處在探索的初級階段。武漢并非天然氫氣的生產(chǎn)地,在應(yīng)用場景上還有更大拓展空間。未來武漢可找到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵點和定力,在全國氫能布局中走出適合自己的特色路徑,堅定信心、久久為功。”潘牧說。
潘牧認為,武漢具有科研和制造業(yè)的優(yōu)勢,可在氫能產(chǎn)業(yè)鏈的中游發(fā)力,成為未來氫能裝備的制造基地。氫能裝備制造包括制氫、儲運氣以及用氫裝備。在制氫方面,武漢可開展可再生能源電解水制氫的電解槽技術(shù);在儲運氣方面,武漢可聚焦氫氣壓縮機、氫氣運輸管道、輸氫槽罐車等裝備制造;用氫方面,氫燃料電池汽車是重要發(fā)力點。“同時,武漢在制造相關(guān)裝備的工業(yè)母機和相關(guān)零部件制造上,在全國范圍內(nèi)擁有技術(shù)優(yōu)勢。在氫能應(yīng)用場景上,武漢在石化、機械等領(lǐng)域有重要企業(yè),一些本地初創(chuàng)型高技術(shù)企業(yè)也可以提供支持。武漢打造氫能裝備制造基地,可以在全國甚至全球發(fā)揮重要作用。”潘牧說。
“通過拓展本地用氫需求,帶動綠氫供應(yīng)鏈發(fā)展。”在李諺斐看來,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),武漢要先形成內(nèi)部需求。在此基礎(chǔ)上,要主動跳出武漢,積極參與到三北地區(qū)大型能源項目的投資建設(shè)中,發(fā)揮武漢氫能裝備制造優(yōu)勢,協(xié)同解決上游氫氣來源問題。
中國石化氫能裝備制造基地。記者周超 攝
以點帶面拓展應(yīng)用場景示范
篤行不怠迎接氫能產(chǎn)業(yè)的春天
雙碳目標(biāo)為氫能快速發(fā)展帶來重要機遇
長江日報:氫能被譽為21世紀(jì)的終極能源,這種說法是否客觀?
潘牧:化石能源如煤、石油,以及可再生能源如太陽能、風(fēng)能、水能等,這些都是一次能源,轉(zhuǎn)化成的電就是二次能源。氫能和電一樣,需要通過轉(zhuǎn)化得到,所以也是二次能源。
目前地球上有綠氫、灰氫、白氫等。其中,綠氫和灰氫都是二次能源。白氫礦床目前已被探明存在,是一種天然的氫氣,是一次能源,但還處在初步探索階段。所以,氫能總體仍被定義為二次能源,需要一次能源的支持才能得到普及。
認為氫能是終極能源的觀點并不十分科學(xué),但氫能的確是非常重要的能源組成部分。我們目前使用的二次能源主要是電,但目前全球仍有很多電不能到達的地方,氫氣就成為必然選擇。
李諺斐:首先在于什么是“終極能源”。一方面,從我國明確提出的2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)來看,氫能會在其中扮演重要角色,到2060年,氫能成為終極能源有很大可能性。另一方面,氫能是21世紀(jì)終極能源的形式之一,但不是唯一的終極能源,這在業(yè)內(nèi)是有共識的。其他清潔能源例如太陽能、風(fēng)能,還有應(yīng)用端的新能源汽車,目前都已得到快速的發(fā)展。目前來看,氫能發(fā)展相對滯后。
長江日報:氫能產(chǎn)業(yè)全球布局很早,為什么發(fā)展還相對滯后?
潘牧:發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)并非一個新鮮話題,上世紀(jì)七八十年代,國外為應(yīng)對石油危機,就開始著手對氫能的研究。但是這些年來,石油資源未見枯竭,尤其是美國大力開采本國的石油、天然氣資源,這讓全球石油能源供應(yīng)比較充足,導(dǎo)致氫能的發(fā)展自然放緩。
隨著近年來我國雙碳目標(biāo)的提出,要解決脫碳問題,氫能被重新提上日程。實現(xiàn)雙碳目標(biāo),讓氫能產(chǎn)業(yè)迎來了快速增長的機遇。
有必要超前布局氫能相關(guān)儲運基礎(chǔ)設(shè)施
長江日報:從氫能產(chǎn)業(yè)上下游來看,氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的難點有哪些?
李諺斐:從氫能產(chǎn)業(yè)整體來看,制氫是上游,儲運、裝備制造是中游,應(yīng)用是下游。
談到這里,首先得談發(fā)展氫能的驅(qū)動因素??稍偕茉?,例如太陽能和風(fēng)能的發(fā)展,需要配以儲能,氫作為二次能源,就是儲能的選項之一。這些一次能源轉(zhuǎn)化為氫儲存起來后,可解決航運業(yè)、鋼鐵業(yè)等領(lǐng)域的脫碳減排問題。從能源安全角度來看,除了電網(wǎng),還需要其他形式,例如氫能的補充。
從上游來看,我國可再生能源發(fā)展較為充分,規(guī)模最大、速度最快,通過可再生能源制氫相對來說具備有利條件。目前來看,中游還有瓶頸,需要基礎(chǔ)設(shè)施的配套;下游需要應(yīng)用場景的配合。一般而言,上游運轉(zhuǎn)較好、進展較順利的項目,都有中游、下游的配合,有效解決了氫氣的消納問題。
長江日報:近期,中國石化起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市、終于北京燕山石化、全長400多公里的純氫輸送管道開始實施。這是我國首個純氫長輸管道項目。從氫能產(chǎn)業(yè)鏈角度看,這一事件有何標(biāo)志性意義?
李諺斐:這意味著我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈的瓶頸問題能在一些部門、場景中得到優(yōu)先解決,這樣氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展得也會更快一些,所以有必要超前布局氫能相關(guān)的儲運基礎(chǔ)設(shè)施。
氫氣長距離運輸管道的重要性就體現(xiàn)在,因為越來越多的管道一旦形成了網(wǎng)絡(luò),帶來的不僅僅是管道本身的成本降低,還會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。在這些效應(yīng)的加持下,不管是車的成本還是燃料本身的成本都會大幅下降。
低碳氫能被大規(guī)模應(yīng)用,對消費者來講,在經(jīng)濟上要有競爭力;從環(huán)境考慮,有待于整個系統(tǒng)或整個供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的形成,能把低碳氫能送到消費者、企業(yè)的手中,這樣才能達到減排的效應(yīng),低碳氫能的環(huán)保優(yōu)勢才能體現(xiàn)出來。
中國石化氫能裝備制造基地生產(chǎn)的氫能裝備。記者周超 攝
實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng),須先找到大量應(yīng)用場景
長江日報:氫燃料電池車作為氫氣應(yīng)用較為關(guān)注的場景,相比鋰電池汽車,為什么發(fā)展遲緩?人們對氫燃料電池汽車的認識還有哪些誤區(qū)?
潘牧:氫燃料電池車能量密度高、加氫時間短,在重載續(xù)航里程長的重型交通工具上具有明顯優(yōu)勢。我國目前在乘用車領(lǐng)域采取鋰電池技術(shù)路線,在商用車領(lǐng)域采取氫能源汽車技術(shù)路線。目前我國已經(jīng)有五個城市正在大規(guī)模開展氫燃料電池車示范應(yīng)用,發(fā)展勢頭非常好。
氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展最開始是依靠氫能源汽車來帶動的,目前全球已達到8萬多臺的保有量,中國有超過2萬臺的保有量,排名全球第二。要特別說明的是,人們?nèi)菀?ldquo;談氫色變”,但這8萬臺車沒有一臺起火過,氫能源汽車的安全性是可靠的。
氫能源汽車大規(guī)模普及目前面臨的主要問題,是從氫氣制取到運輸至加氫站,到給汽車加氫,成本已經(jīng)增加好幾倍,所以加氫的價格和加油的價格實際差不多,但是和純電車比起來,氫能源汽車的使用成本高。
但我國有豐富的可再生能源,未來可再生能源產(chǎn)生的電會越來越便宜,由這些便宜的電制氫,也會逐步降低氫車的成本。長距離管網(wǎng)運輸?shù)拇罱?,相比長管拖車,也會讓氫氣的價格降下來。那個時候,氫能源汽車的春天就來到了。
李諺斐:氫能源汽車目前有兩個發(fā)展方向,一是側(cè)重于發(fā)展載重型客車和專用車輛,在我國表現(xiàn)突出;二是發(fā)展商用車,例如日本。
氫能源汽車的確是我國很多地區(qū)最開始布局氫能產(chǎn)業(yè)的重點。這是一個從無到有的過程,無論是汽車還是相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施,例如加氫站都需投入大量成本,回報周期長,等待汽車數(shù)量增加有一個緩慢的過程。而純電動車,依靠我國現(xiàn)有成熟的電網(wǎng)體系,投入成本相對小很多。
所以,氫能產(chǎn)業(yè)在交通領(lǐng)域的表現(xiàn),一般只會在固定路線、固定區(qū)域先試點,例如港口和各地都在投入的氫能源公交車。這些場景有穩(wěn)定的需求,成本相對更低。
所以近一兩年,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)力的重點轉(zhuǎn)向了化工、船燃、航煤等領(lǐng)域,綠氫在這些產(chǎn)業(yè)有大量原料和燃料需求,因為這些產(chǎn)業(yè)正需要適應(yīng)脫碳減排的標(biāo)準(zhǔn)。與交通領(lǐng)域的投入相比,這些產(chǎn)業(yè)只需將原有的燃料替換成綠氫即可,不需要額外投入其他成本。未來,這些大型產(chǎn)業(yè)對氫氣的消納,會逐步帶動氫能基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的完善,增加加氫站的布局,有助于氫能源汽車的普及。
長江日報:化工、船燃、航煤等領(lǐng)域的大規(guī)模氫氣應(yīng)用,會對整個氫能產(chǎn)業(yè)帶來哪些影響?
李諺斐:我們可以把這些應(yīng)用場景看作是一種前瞻性的布局。目前我國氫能產(chǎn)業(yè)還沒有形成規(guī)模和格局,氫氣的使用成本很高,就需要一些能夠消納氫氣的大型產(chǎn)業(yè)先用起來,逐步積累產(chǎn)能,這樣產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應(yīng)才會體現(xiàn)出來,成本才能降低。所以實際上我們在期待什么?下游在政策支持之下,把需求打開,例如在一些小眾領(lǐng)域進行試點,再慢慢鋪開,會產(chǎn)生學(xué)習(xí)效應(yīng)、規(guī)模效應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)效應(yīng),成本曲線會從高走低,就跟當(dāng)年電動車、太陽能、風(fēng)能的成本曲線類似,由此把氫能產(chǎn)業(yè)投入本身的成本降下來。
發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),內(nèi)陸地區(qū)有后發(fā)優(yōu)勢
長江日報:從國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)整體布局來看,哪些城市已形成較好的路徑和經(jīng)驗?
李諺斐:粵港澳大灣區(qū)發(fā)展較好,實際上這里已經(jīng)具備對氫能廣泛的需求基礎(chǔ),例如在石化、化工、冶金、船燃、港口氫車運輸以及食品加工等領(lǐng)域。還有,香港的城市燃氣很早就采取摻氫,未來可用綠氫全部替代,這也是很大的需求。在大灣區(qū),綠氫可以直接變成綠氨、綠醇,二者不僅可以作為交通和電力部門的燃料使用,還可以作為石化和化工行業(yè)的原料,有廣泛應(yīng)用。
所以,在大灣區(qū),綠氫不論是用能還是原料的需求都非常充足,存在廣泛的應(yīng)用場景。其次,沿海地區(qū)有大量進出口氫基能源的機會。
潘牧:氫能實際是“奢侈品”。經(jīng)濟條件越好的地方,氫能的產(chǎn)業(yè)鏈和市場發(fā)展越好。但并不是說除了發(fā)達地區(qū)以外,其他地區(qū)就沒有機會了。因為氫能產(chǎn)業(yè)還遠沒有達到成熟的地步,發(fā)展格局并沒有形成,內(nèi)陸城市、后發(fā)地區(qū)有后發(fā)優(yōu)勢。
(長江日報記者常少華 吳曈)
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