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成为世界第一产氢大国 我国氢能产业初具雏形

2019-07-10 16:32:28 来源: 经济日报-中国经济网

面对能源安全、环境保护等压力,发展氢能已成为能源转型共识。自我国将氢能写入《政府工作报告》以来,氢能产业已经成为资本市场和产业经济关注的重点。虽然我国氢能产业已初具雏形,但在顶层设计、核心技术、产业配套方面仍需迎头赶上——

全国首座油、氢、电“三位一体”能源供给的中石化广东佛山樟坑油氢合建站。 蒋莉敏摄

近期,氢能源成为各地产业布局的新亮点,不少地方纷纷推出氢能产业规划方案,产业发展不断提速。比如,上海提出到2025年建成加氢站50座,乘用车不少于2万辆,其他车不少于1万辆。佛山计划今年投入使用10座加氢站,力争实现1000辆氢能公交车示范运营目标。武汉计划到2020年建设5座至20座加氢站,燃料电池车示范运行规模达到2000辆至3000辆……

产业链条构建完整

发展氢能是我国能源转型的重要路径,各地布局相关产业也是在为能源转型提前铺路。

业内专家告诉经济日报记者,氢能是指在以氢及其同位素为主导的反应中,或者氢在状态变化过程中所释放出的能量,具有来源广、可储存、用途多、零碳零污染及能量密度大等特征,可发电、可供热,还可作为交通工具燃料。同时,氢还是一个稳定介质,通过可再生能源制氢,可将不稳定的可再生能源变得稳定。

国际氢能协会副主席毛宗强表示,氢能量密度是汽油的3倍,是锂电池的130倍,这让氢能燃料在替代过程中的比重不断增加。统计显示,目前国际制氢年产量6300万吨左右,中国每年产氢约2200万吨,占世界氢产量的三分之一,成为世界第一产氢大国。

在氢能及燃料电池领域,我国已经初步形成从基础研究、应用研究到示范演示的全方位格局,布局了完整的氢能产业链,涵盖制氢、储运、加注、应用等4个环节。以制氢环节为例,目前主要包括煤炭气化、天然气、甲醇重整、水电解等制氢方法。未来,“可再生能源+水电解制氢”将成大规模制氢发展趋势。

同时,中国燃料电池车产量逐年增加。国际氢能协会提供的数据显示,2017年中国共有8个品牌、10款车型的燃料电池汽车在产,总产量为1272辆,较2016年同比增长102.2%。2018年,中国燃料电池车产量达到1619辆,其中燃料电池专用车909辆、大客车710辆。

发展定位尚待明晰

尽管氢是二次能源,但具有零碳、高效、能源互联媒介、可储能、安全可控等显著优势,可以在交通、化工原料、工业、建筑等诸多领域推广应用,且从各种制氢路线看,未来我国有足够的氢资源支撑其作为能源。如果将氢能纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,将共同成为我国终端能源消费体系的主体,并在我国能源转型中扮演重要角色。

值得注意的是,燃料电池在交通上的应用已成为氢能发展强劲动力。目前,燃料电池汽车已成为多国重要战略产业。我国可利用现有资源优势布局氢能与燃料电池产业,加大产业链薄弱环节及关键技术投入,抢占战略制高点。

“虽然中国是第一产氢大国,具有丰富的资源基础,但国家层面仍然没有给予氢能明确定位。氢只是作为新能源汽车产业发展的一部分,缺乏整体顶层设计与战略规划。”中国氢能联盟专家委员会主任、同济大学校长助理余卓平表示,日本、欧洲、韩国、澳大利亚等国家均已发布氢能路线图。

北京低碳清洁能源研究院新能源中心助理主任何广利也指出,顶层设计至关重要,虽然有近20个省市已发布相关规划,但全国性的氢能发展战略和规划尚未出台,这或许将影响我国氢能产业的发展进程。

“当前,燃料电池汽车发展的第一大难题就是基础设施建设瓶颈,如加氢站建站标准法规、政策体系均不健全,同时也无明确的归属管理部门。”何广利表示,截至目前,上海、佛山、武汉、如皋等地明确了加氢站建设的主管部门及审批流程,但在国家层面却仍无明文规定。正因如此,加氢站建设审批比较困难。因而,尽早明确氢能的归口主管部门,成为业内共同的呼声。

加速攻关完善配套

面对方兴未艾的燃料电池产业,完善的零部件产业链配套非常重要。目前,我国燃料电池用的电催化剂、扩散层用碳纸、质子交换膜等应用基础研究的样品测试已达到国际水平,但没有建立生产线不能提供批量产品,同时装车用的电堆关键材料也依赖进口。

“应尽快完善产业链,实现关键材料自主生产,这不仅是降低电堆成本的需要,也是适应燃料电池车大规模商业化的要求。”中国工程院院士衣宝廉表示。

中国氢能联盟专家委员会、武汉理工大学教授潘牧认为,燃料电池仍有性能提升创新的空间,比如新型纳米催化剂的研制需要提速,膜电极性能的提升和电堆的创新等都需要持续推进。“燃料电池的创新非常关键,我国的前期积累少,追赶的难度大,要争取通过创新推进燃料电池发展。”

倘若我国几年内不能建立起燃料电池关键材料和部件的批量生产线,完全依靠进口,发展到一定程度,必然会出现“卡脖子”问题。

目前,我国燃料电池系统使用的70MPa氢瓶依赖进口,空压机和氢气循环泵也在研发和试生产阶段。因此,应加大硏发投入,尽快实现批量生产,大幅度降低电池系统成本。为促进关键材料和部件的批量生产,也应加快相关标准的制定。

事实上,除了在氢燃料电池汽车领域优势突出以外,燃料电池在储能、发电等行业也具有发展空间。毛宗强预计,到2030年中国将成为世界最大的氢能与燃料电池市场;到2040年,氢能或将支撑中国10%的能源需求。

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