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【财经分析】氢能产业潜力巨大 发展“绿氢”仍有系列问题待破解

氢能是清洁优质的二次能源,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。有业内专家认为,我国氢能产业发展潜力巨大,绿色氢能甚至能够在未来全面替代化石能源体系。但我国目前“绿氢”产量还不到总制氢量1‰,“绿氢”的发展仍有一系列问题待破解。

  产业发展潜力巨大

  全球多国把氢能产业作为未来的发展重点。据不完全统计,截至目前,已有三十余个国家制定氢能发展的战略、计划或路线图。

  据国际氢能委员会预计,到2050年氢能在全球能源总需求的占比将由目前的0.1%增至18%。

  “氢能在交通领域作为高品质热源,能够减少汽柴油消费;作为大规模、长周期、跨季节的储能方式,可以提高电力系统灵活调节能力,促进大基地新能源电力集中外送;作为清洁化工原料和还原剂,以‘风光氢储’一体化、‘绿电-绿氢-绿氨(绿色甲醇)’一体化等方式,可以促进煤化工、石油化工及相关应用产业的深度脱碳,同时为新能源就地消纳提供解决方案。”中国国际经济交流中心能源政策研究部部长、研究员景春梅说。

  今年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》。《规划》明确了氢能是我国未来国家能源体系的重要组成部分,氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体、氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。

  国际氢能燃料电池协会秘书长王菊表示,据研究机构预测,预计到2060年,中国氢气年需求在1.3亿吨左右,终端能源消费占比约为20%,其中70%为可再生能源制氢。

  “氢能除了在交通领域的应用外,未来在工业、建筑、发电及发热领域有着广阔的应用空间。”王菊说。

  “绿氢”是主要发展方向

  业内专家普遍预计,可再生能源制氢,即“绿氢”,未来将成为氢能的主要发展方向。《规划》明确要求,重点发展可再生能源制氢,严格控制化石能源制氢。

  “未来使用可再生能源电力的电解水制氢,将成为氢气生产的主要途径。”北京清华工业开发研究院副院长付小龙认为,绿色氢能是中国产业零碳转型的主要路径,甚至能够全面替代化石能源体系。

  “中国能源体系可以转变为以‘可再生能源+氢’为主的能源体系。氢作为零碳的化学能源和化工材料,与可再生能源发电一起,可为经济发展提供所需的电、热和材料,实现化石能源体系的全面替代。”付小龙说。

  然而,截至目前,全球氢气的生产制造仍然以化石能源制氢为主。根据国际能源署(IEA)的数据,2021年全球氢气产量达到9400万吨,与此相关的二氧化碳排放超过9亿吨,“绿氢”产量占比只有0.4‰。

  中国国际经济交流中心常务副理事长张晓强在不久前召开的2022年中国氢能产业大会上介绍,我国是世界最大的制氢国,现在年制氢量达3300万吨,但“绿氢”占比不到1‰。

  发展“绿氢”产业,需要破解一系列问题。首先是可再生能源发电量需要大幅增长。

  付小龙算了一笔账,如果可再生能源直接耦合制氢1亿吨,需要可再生能源发电5.5万亿度。而2020年中国可再生能源发电量仅有2.2万亿度。假设可再生能源发电量的25%用于制氢,那么未来为了满足制氢需求,我国的可再生能源发电量需要增长10倍。

  截至目前,“绿氢”的生产成本依然较高。景春梅介绍,现在电解水制氢的成本为化石能源制氢的2-3倍,如果是可再生能源发的电制氢,成本会更高。

  而且,大规模低成本可再生能源制氢的技术路线并不明确。业内专家介绍,碱性电解水(ALK)制氢缺少规模化应用,难以适应风光电力的间歇性和波动性;质子交换膜(PEM)制氢成本高、关键技术和核心部件受制于人;阴离子交换膜(AEM)、固体氧化物电解水(SOEC)、光解水制氢、热化学循环水解制氢技术等还处于基础研发或试点示范阶段……

  此外,景春梅介绍,目前输氢成本在氢气终端售价中的比重高达40%-50%,成为氢能规模化发展的掣肘因素。

  针对上述问题,景春梅建议,以“绿氢”为导向,鼓励新能源大基地优先发展制氢产业;鼓励化石能源和新能源优化组合,在化工、冶金等领域逐步实现“绿氢”对化石能源制氢的减量替代。

  王菊建议,提高电解水制氢效率,提高氢源经济性;探索不同氢气运输方式的整合和优化方法;创造按需加氢、紧凑型移动加氢站等新型商业模式。


文章来源:新华财经



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