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11月末，北京初冬的寒冷難以掩蓋氫能市場的火熱。延慶鎮(zhèn)慶園街919路公交總站，工作人員向新能源大巴車內(nèi)注入氫氣。這是中國石化新建的一座加氫站。
氫氣行業(yè)在政策推動下站上了風(fēng)口。業(yè)界人士透露，氫能頂層設(shè)計文件有望于近期出臺。調(diào)查結(jié)果顯示，化石能源制氫占比超過六成以上，但其存在碳排放過高的“灰氫難題”。隨著清潔能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，電解水制“綠色氫氣”迎來了曙光。
政治上的支持
此外，“延慶區(qū)還有兩座加氫站正在抓緊建設(shè)，與加上此前建成投產(chǎn)的中國電力中關(guān)村延慶加氫站以及距慶園街約5公里的北京石油王泉營加氫站，5座加氫站將共同承擔(dān)冬奧會的氫能保障工作，屆時可實現(xiàn)日加注氫氣6.2噸?！币陨霞託湔矩?fù)責(zé)人介紹，慶園街加氫站每天可以為80輛12米的公交車提供加氫服務(wù)，日供氫能力可達(dá)到1500公斤。
中國石化董事長馬永生說，公司將氫能作為新能源核心業(yè)務(wù)加快發(fā)展，今后五年，初步規(guī)劃總投資超過300億元?！笆奈濉逼陂g，中國石化加氫站計劃建設(shè)1000座，加氫服務(wù)能力達(dá)到每年20萬噸。目前，中國石化擁有3萬個加油站，具有發(fā)展氫能源業(yè)務(wù)的優(yōu)勢。
制定政策，推進(jìn)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)，引導(dǎo)和鼓勵氫能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與此同時，為深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，將實施清潔柴油車(機(jī))行動，推進(jìn)氫能電池汽車示范應(yīng)用，有序推廣清潔能源汽車。
交通運(yùn)輸部于11月18日發(fā)布了《綜合運(yùn)輸服務(wù)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，提出要加快充換電、加氫等基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)。北京、山東等地紛紛出臺氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和實施方案，制定了具體建設(shè)目標(biāo)。按照《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案(2021-2025年)》，到2025年前培育10-15家具有國際影響的產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)，京津冀地區(qū)累計實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模1000億元以上。
據(jù)中國氫能聯(lián)盟統(tǒng)計，到2025年，我國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到1萬億元，氫氣需求量近6000萬噸，二氧化碳減排7億噸左右。
氫能具有清潔低碳、高熱值、高轉(zhuǎn)化率等優(yōu)點，是一種很有發(fā)展前途的二次能源。在能源領(lǐng)域，發(fā)展氫能對節(jié)能減排、深度脫碳、提高利用率具有重要意義。氫能源產(chǎn)業(yè)鏈涉及到上游制氫、中游儲運(yùn)和下游應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)。
開發(fā)綠色氫氣已成為共識
在寶豐能源光伏制氫工廠，標(biāo)有“綠氫H2”“綠氧O2”的大型儲氣罐在陽光下矗立,車間內(nèi)設(shè)有多個氫分離器，氫氣純化裝置整齊排列，離工廠1公里遠(yuǎn)的地方，光伏發(fā)電板鑲嵌在曠野中。
寶豐能源項目負(fù)責(zé)人王箕榮說，成片的光伏發(fā)電板組成20萬千瓦光伏發(fā)電裝置，再加上產(chǎn)能為每小時2萬標(biāo)方氫氣的電解水制氫裝置，共同構(gòu)成寶豐能源氫能產(chǎn)業(yè)項目。
他說：“光伏發(fā)電作為動力，利用電解槽來制造‘綠色氫氣’和‘綠氧’，進(jìn)入寶豐能源的烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，取代以前的煤炭。”“綠色氫氣”的制造成本只有0.7元/噸。王箕榮預(yù)計，到年底，該項目將有30臺電解槽投產(chǎn)，全部投產(chǎn)后，年產(chǎn)量達(dá)2.4億標(biāo)方“綠氫”和1.2億標(biāo)方“綠氧”，減少煤炭資源消耗38萬噸，減少二氧化碳排放約66萬噸。今后，公司將全面發(fā)展制氫儲能、儲氫、加氫站建設(shè)，并通過與城市氫能源示范線協(xié)作等方式拓展應(yīng)用場景，實現(xiàn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的一體化發(fā)展。
綠氫是由可再生能源轉(zhuǎn)化為電能電解水后制氫的一種。電解技術(shù)主要有堿水解工藝、質(zhì)子交換膜(PEM)電解水技術(shù)和固體氧化物電解工藝。
三月，隆基股份和朱雀投資合資成立了氫能公司。隆基股份的總裁李振國表示，開發(fā)“綠色氫氣”需要從降低電解水制取設(shè)備和光伏發(fā)電成本入手。提高電解槽效率，減少電力消耗。隆基股份的“光伏+制氫”模式，選擇堿性水電解技術(shù)為發(fā)展方向。
“在設(shè)備制造成本方面，質(zhì)子交換膜電解水電極材料選用鉑、銥等貴金屬，設(shè)備制造成本高。在電解液中，采用鎳作電極材料，大大降低了成本，能夠滿足未來電解水制氫市場的大規(guī)模需求?！崩钫駠f，近10年來，堿水解設(shè)備的制造成本已經(jīng)降低了60%，今后還可以通過技術(shù)和生產(chǎn)裝配工藝的升級，進(jìn)一步降低設(shè)備制造成本。
對于降低光伏發(fā)電成本，李振國認(rèn)為主要包括兩個方面：降低系統(tǒng)成本，提高壽命周期發(fā)電能力?！耙荒曛泄庹諘r間超過1500小時的區(qū)域，隆基光伏發(fā)電成本就能達(dá)到每度0.1元?！?/span>
聯(lián)美控股計劃在氫儲存和加氫站等方面進(jìn)行規(guī)劃。聯(lián)美控股總工程師武海濱說，氫能源的發(fā)展機(jī)遇主要體現(xiàn)在交通、燃料電池和儲能等領(lǐng)域，氫能市場將會成為萬億元甚至十萬億元規(guī)模的一個大市場。
加氫站設(shè)備供應(yīng)商厚普股份的董秘胡莞苓說，厚普股份加大了對氫能源領(lǐng)域的投資，在加氫站設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)成功地研發(fā)了多項核心零部件，并取得了不錯的經(jīng)濟(jì)效益。目前，厚普股份在加氫站建設(shè)方面，已逐步形成了從設(shè)計到零部件研發(fā)、生產(chǎn)、成套設(shè)備集成、加氫站安裝調(diào)試、售后服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈的服務(wù)能力。“厚普股份和中國石化在加氫站的建設(shè)上進(jìn)行了直接合作，將繼續(xù)深化和完善產(chǎn)業(yè)鏈，目前正在研究開發(fā)低壓固態(tài)儲存設(shè)備和活塞式氫氣壓縮機(jī)等?！焙杠哒f。
中泰股份專注氫能儲運(yùn)。公司董秘周娟萍表示，氫儲運(yùn)需要將其液化。公司的板翅式換熱器已在大型制氫實驗裝置中采用。氫氣液化是深冷技術(shù)的制高點，也是公司研發(fā)的立足點?！啊G氫’方面，將依托我們的工程能力，與電解水廠家合作，將氫液化后儲運(yùn)。總體思路是降低提純、液化成本，解決運(yùn)輸問題?！敝芫昶颊f。
另外，美錦能源將把上游供氫、中游設(shè)備制造及下游運(yùn)營建設(shè)成產(chǎn)業(yè)平臺，為后期清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支持。
突破資源共享瓶頸
當(dāng)前，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在許多制約因素。
有研科技集團(tuán)首席專家蔣利軍表示，從氫氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，目前較為成熟的制氫方法有堿性水電解、水煤氣和重整制氫等，而PEM等新型電解水制氫方法正在加速推進(jìn)。“我們的堿水解氫設(shè)備雖然有一定的成本優(yōu)勢，但能源效率較低，綜合能耗為5~5.5度，國外可控制在5度電以內(nèi)。”
氫氣儲存是當(dāng)前氫能工業(yè)發(fā)展的瓶頸。蔣利軍認(rèn)為，理想的氫氣儲存方式需要儲氫密度高、吸收快、放氫速度快、使用壽命長、安全性好、成本低。“當(dāng)前，高壓儲存氫氣技術(shù)在燃料電池汽車上得到了廣泛應(yīng)用。高電壓儲存技術(shù)雖然可以滿足燃料電池汽車行駛500公里的要求，但是仍然需要降低成本，提高儲氫密度。”但氫燃料電池的關(guān)鍵材料，氫氣循環(huán)泵等設(shè)備依賴進(jìn)口，存在技術(shù)壁壘，燃料電池的可靠性也亟待提高。
氫能源產(chǎn)業(yè)鏈長，涉及的核心技術(shù)多。許多核心技術(shù)，如燃料電池、PEM制氫、液儲、碳纖維材料等，都與國際先進(jìn)水平有較大差距，中集集團(tuán)總裁戰(zhàn)略顧問鄭賢玲表示。
國家金證券分析師張帥認(rèn)為，我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)有了較大的發(fā)展。氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是一個循序漸進(jìn)的過程，其中包括“足夠量的氫”“足夠量且廉價的氫”，以及“量足而廉價的‘綠氫’。
提出以應(yīng)用為導(dǎo)向，以系統(tǒng)整合為主線，加速物料及零部件的自給自足，以企業(yè)為主導(dǎo)，以資金為紐帶，聚集國內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)，建立協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，上下游緊密結(jié)合，資源共享，快速研發(fā)；燃料電池汽車與分布式電站同步開發(fā)，分布發(fā)電與可再生能源微電網(wǎng)緊密結(jié)合。前期試驗車不足時，宜在加氫站建混合站，用油養(yǎng)氫。
氫能核心技術(shù)已經(jīng)具備規(guī)?；a(chǎn)的條件，基本實現(xiàn)了閉環(huán)。通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，PEM制氫，將可再生能源和氫氣耦合，可以獲得更高的綜合效率。鄭賢玲表示。
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