?來源：中國能源報

“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”，這一減碳目標甫一發(fā)布，就迅速化身能源領(lǐng)域的一道“動員令”。能源電力系統(tǒng)的清潔、低碳發(fā)展的大方向愈發(fā)明晰，氫能作為可以銜接能源生產(chǎn)消費低碳化、電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)、綠色交通等多個領(lǐng)域的“橋梁”，如何對其進行高效、經(jīng)濟開發(fā)及利用，無疑是實現(xiàn)減碳目標的“必答題”。

“綠氫”經(jīng)濟性有望提升

根據(jù)氫氣制備消耗的能源形式不同，業(yè)內(nèi)普遍將氫能分為“綠氫”“藍氫”“灰氫”，但“藍氫”“灰氫”本身仍需消耗化石能源，碳排放的問題難以得到經(jīng)濟、有效的解決；“綠氫”利用可再生能源電力電解水產(chǎn)生氫氣，在三類制氫路線中最為理想，但受制于電價，現(xiàn)階段成本仍高于其他兩者。

有業(yè)內(nèi)專家直言，可再生能源制氫的經(jīng)濟性如何，仍需具體問題具體分析，不能一概而論。“西部地區(qū)在研究用富余的風、光發(fā)電制氫，但這種‘棄電制氫’的模式目前缺乏大規(guī)模推廣應(yīng)用的現(xiàn)實條件。”該專家指出，“棄風、棄光、棄水反映出電力難以消納，用這些電制備出的氫氣，其實同樣受制于消納，即氫的生產(chǎn)地和消費地逆向分布的問題。如果離城市、氫能項目距離足夠近，運輸成本可以接受，富余可再生能源制氫的模式是可以實現(xiàn)的。”

作為我國唯一一家水電解制氫技術(shù)研究的國家級科研院所，中國船舶集團有限公司第七一八研究所（以下簡稱“中船七一八所”）是國內(nèi)最大的水電解制氫設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)基地，水電解制氫設(shè)備在國內(nèi)市場占有率達到60%以上。中船七一八所一位工程師指出，隨著可再生能源制氫成為新發(fā)展趨勢，目前經(jīng)濟性較好的堿性水電解制氫技術(shù)正逐步向大容量發(fā)展，伴隨可再生能源電價進一步降低，可再生能源電解水制取的氫氣成本也有望下降。

“根據(jù)測算，當電價低至0.3元/千瓦時，電解水制氫成本可低至1.5-2.0元/立方米。基本與其他技術(shù)路線相當，且工藝過程簡單，無污染排放。”該工程師進一步指出：“隨著可再生能源發(fā)電成本不斷降低，碳排放的要求和成本越來越高，可再生能源電解水制氫成本將逐步低于傳統(tǒng)化石燃料制氫。在氫能經(jīng)濟發(fā)展的中后期階段，可再生能源制氫將成為氫能的主要來源。”

氫能產(chǎn)業(yè)鏈初步構(gòu)建

有分析指出，未來氫能源產(chǎn)業(yè)鏈下游儲運等環(huán)節(jié)一旦取得突破，氫能應(yīng)用的成本會進一步降低，氫能領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈市場將出現(xiàn)大幅增長。作為目前電解水制氫技術(shù)領(lǐng)域的“龍頭”，中船七一八所也逐漸將業(yè)務(wù)領(lǐng)域從制氫向加氫站、車載氫系統(tǒng)、工業(yè)尾氣提氫設(shè)備等領(lǐng)域延伸。

一位業(yè)內(nèi)專家表示，與國際先進水平相比，我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體的技術(shù)水平仍存在一定差距，而外資企業(yè)正在通過收購、兼并及業(yè)務(wù)分拆等方式開始涉足國內(nèi)氫能領(lǐng)域。在此背景下，各大央企、國企、上市公司等積極布局氫能產(chǎn)業(yè)，從資本、技術(shù)等層面共同開展氫能產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建。

據(jù)統(tǒng)計，截至目前，國內(nèi)已有30多個省、市、自治區(qū)等出臺了明確的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和指導(dǎo)意見，給予氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策鼓勵和引導(dǎo)。尤其在一些重點地區(qū)，例如廣東、山西等10個省份已將發(fā)展氫能寫入政府工作報告，山東、河北、浙江等省份陸續(xù)發(fā)布本地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。僅2020年上半年，重慶、天津、寧夏、山東、吉林白城、廣東佛山、河北張家口、內(nèi)蒙古烏海等地就各自制定了氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。

據(jù)了解，目前我國氫能產(chǎn)業(yè)已初步形成“東西南北中”五大發(fā)展區(qū)域。從燃料電池電堆、重要零部件及整車研發(fā)，到燃料電池車大規(guī)模示范和加氫網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，再到探索可再生能源制氫，全國多個省份、地區(qū)根據(jù)自身資源、市場等優(yōu)勢確定了各自的主攻方向。

氫能多元利用市場前景廣闊

由于能源生產(chǎn)、消費結(jié)構(gòu)的限制，氫能的利用面臨很多現(xiàn)實挑戰(zhàn)。除了燃料電池汽車，氫能在消費利用方面還有哪些發(fā)展空間？

“現(xiàn)在一些地區(qū)要求新建可再生能源項目要搭配儲能，氫能也有望成為解決這一問題的可選方案。”中船七一八所相關(guān)負責人指出，“制備氫氣、氫氣發(fā)電這兩個過程結(jié)合，可以把氫作為一種儲能形式，和新能源發(fā)電作為一個整體去保證電源出力曲線相對平穩(wěn)。隨著技術(shù)的改造升級，我們現(xiàn)在的制氫設(shè)備本身也可以適應(yīng)電力波動，新能源出力水平的不穩(wěn)定不會對設(shè)備運行造成障礙。”

此外，該負責人指出，未來天然氣摻氫將在氫能利用中占據(jù)很大的市場空間。

他表示，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，如果僅僅依靠部分化工廠、醫(yī)藥廠來消費氫氣，局限較大，企業(yè)分布范圍有限，而且又涉及和風電、光伏發(fā)電等“綠氫”產(chǎn)地之間距離的問題。如果能將氫氣摻入天然氣管道一起輸送，將給氫能消費利用帶來極大想象空間。“目前國際上已經(jīng)可以做到在天然氣管道中摻入20%的氫，在此比例下天然氣的各種輸送、利用設(shè)施不需要做任何的調(diào)整和更換。如果天然氣摻氫可以得到推廣應(yīng)用，不僅能對氫能消費形成巨大拉動，也能相應(yīng)為降低化石能源消耗、清潔低碳發(fā)展提供助力。”

該負責人也坦言，目前我國在天然氣摻氫方面已經(jīng)展開了一些探索，但在相關(guān)的標準制定、技術(shù)規(guī)范方面，還處在起草階段，仍未最終落地。“在這些標準規(guī)范落地之前，這一路線還只能停留在示范工程階段，暫不具備大面積推廣的條件。但是其市場前景十分廣闊，也應(yīng)該成為未來政策、規(guī)劃努力的一個方向。”