因清潔、低碳、來源豐富等特點,氫能產(chǎn)業(yè)近年來在國內(nèi)外加速發(fā)展。但氫能屬于二次能源,需使用一次能源制取。采用何種一次能源制氫,成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的話題。
在日前召開的中國氫能產(chǎn)業(yè)與能源發(fā)展
論壇上,中國工程院院士、中國工程院原副院長杜祥琬指出,目前國內(nèi)累積性環(huán)境污染事件頻發(fā),加之國內(nèi)原油、天然氣對外依存度持續(xù)上升,發(fā)展氫能有助于環(huán)境保護與構(gòu)建多元化的能源供給體系。
“但只有大規(guī)模、足夠便宜地使用可再生能源制氫,中國才能走上可持續(xù)用氫之路。”杜祥琬表示,很多氫能學家提出了這個“氫能倫理”概念,這是氫能發(fā)展的準則,即可持續(xù)發(fā)展。
在他看來,以化石能源的方式制氫,會增加
碳排放,長遠看不符合發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的初衷。
“發(fā)展氫能應更加重視那些符合初心的制氫手段,包括使用水能、太陽能、風能、生物質(zhì)能、地熱能等可再生能源,”杜祥琬稱,“比起目前的經(jīng)濟型,我們更應關(guān)注產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展的可持續(xù)性。”
據(jù)公開信息統(tǒng)計,目前國內(nèi)氫氣97%以上來源于化石能源制取,這部分氫氣生產(chǎn)成本較低,但本質(zhì)上仍屬于化石燃料消費。
近年來,國內(nèi)風電、太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
國家能源局信息中心副主任何勇健稱,截至2018年底,國內(nèi)風電裝機接近1.8億千瓦,太陽能發(fā)電裝機1.7億千瓦,分別占總裝機的10%和9%。
據(jù)此前國家發(fā)改委表示,在資源條件優(yōu)良、建設成本低、投資和市場條件好的地區(qū),風電、光伏發(fā)電成本已達到燃煤標桿上網(wǎng)電價水平,具備了不需要國家補貼平價上網(wǎng)的條件。
但受限于電源規(guī)模、調(diào)峰能力、跨區(qū)傳送、電價機制等原因,棄風、棄光一直是困擾行業(yè)發(fā)展的主要問題。
據(jù)何勇健介紹,2010年以來,全國累計棄風電量超過2000億千瓦時;2018年,西北地區(qū)棄光電量約為70億千瓦時,平均棄光率約20%。
可再生能源在時間分布上具有隨機性和間歇性,且該部分資源集中分布在三北地區(qū),但電力消耗主要集中在中東部地區(qū),這決定了中國
新能源的大規(guī)模開發(fā)亟需尋找可存儲、可傳輸、高效清潔的能量載體。
何勇健認為,氫能是可以實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模跨季節(jié)儲能的最佳整體解決方案。氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,有助于解決棄風、棄光問題。
氫能可實現(xiàn)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)以及有機物儲氫等多種方式進行長距離運輸,不僅具有燃料性能,還具有工業(yè)生產(chǎn)原料、燃料電池能源等功能,是新能源大規(guī)模發(fā)展的最好“伙伴”之一。
以德國的美因茨能源項目為例,該項目利用風電廠或太陽能電站過剩的電能生產(chǎn)氫氣,其中一部分由罐車運送至氫氣燃料供應站,另一部注入天然氣供應網(wǎng)以供暖或發(fā)電。該項目前年產(chǎn)氫氣量約為200噸。
除此之外,在日本福島、挪威以及中國河北等地,都相繼建立起可再生能源制氫的項目。
“新能源產(chǎn)業(yè)大規(guī)模可持續(xù)發(fā)展,將倒逼中國實施氫能戰(zhàn)略。”何勇健稱。
氫燃料電池車,是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要形式之一。
“中國有望在2050年告別傳統(tǒng)燃油車,取而代之的是混合動力車、純電動車和氫燃料電池車等,這將有效減少尾氣和溫室氣體的排放,有效減少霧霾。”杜祥琬稱。
據(jù)杜祥琬介紹,目前中國車用燃油消耗,超過了成品油消耗總量的80%,車用石油則占石油消耗總量的42%。
目前,豐田、本田、現(xiàn)代和奔馳等企業(yè)已經(jīng)完成了燃料電池汽車基本性能研發(fā)并發(fā)布了量產(chǎn)車型,進入工程化、商品化階段。
國內(nèi)相關(guān)企業(yè)也在加快推廣、積極布局。2018年,中國氫燃料電池車銷量總計1527輛。
在關(guān)鍵技術(shù)、可靠性、整車成本方面,中國氫燃料車與國外尚有較大差距,行業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃與頂層設計也相對滯后。
中國汽車技術(shù)研究中心的劉金周部長表示,2018年,國內(nèi)氫燃料電池汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)支持政策密集出臺,目前已初步涵蓋了行業(yè)管理、財稅優(yōu)惠和科技創(chuàng)新等多方面。
“但這些支持政策多分散于新能源汽車的政策中,缺乏明確的針對性措施。”劉金周說,制約氫燃料汽車發(fā)展的關(guān)鍵是加氫站建設和管理,但在此方面,國內(nèi)尚未形成分工明確和權(quán)責清晰的管理體系。
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