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氢能产业持续升温,几大痛点不可忽视

   2023-07-31 氢能观察张赢57510
核心提示:氢能源正在影响全球的能源结构,氢能产业的火热发展也在全球范围内不断扩张。进入2023年,我国迎来“绿氢元年”,仅一季度就下线了9台电解槽,各家制氢企业纷纷签订大单,出货量远超去年同期。放眼至全球视野,日本、欧盟、美国、韩国等地区扩大绿氢量产规模

氢能源正在影响全球的能源结构,氢能产业的火热发展也在全球范围内不断扩张。


进入2023年,我国迎来“绿氢元年”,仅一季度就下线了9台电解槽,各家制氢企业纷纷签订大单,出货量远超去年同期。放眼至全球视野,日本、欧盟、美国、韩国等地区扩大绿氢量产规模、积极打造可再生能源电解制氢方案。

追溯:氢能发展有迹可循

氢能源的发展可追溯至上世纪70年代,彼时工业时代的兴盛以及石油危机的出现引发了人们对环境污染的担忧。1974年,国际氢能协会在美国成立;1976年,国际氢能期刊创刊;1977年,国际能源署氢能和燃料电池技术合作计划设立。


20世纪90年代初,气候变化问题被日本及欧洲地区重视起来,氢能被再度提及。本世纪初,美国开始大力推崇氢能源的发展。2002年,美国能源部(DOE)发布《国家氢能发展路线图》;2003年美国召集“国际氢能与燃料电池合作伙伴组织”(IPHE)。此外,欧盟也开始开发燃料电池技术。2003年,欧盟25国开展合作研究“EuropeanResearchArea(ERA)”项目,重点攻关氢能和燃料电池领域的关键技术。


在过去的30多年时间里,日本政府投入数千亿日元用于氢能及燃料电池技术的研发推广,对相关基础设施和终端用户进行补贴,同时,日本氢能和燃料电池技术专利数量也相应地位居全球第一。

可以说,中国发展氢能源相对较晚,但我们不乏有很多“前车之鉴”。


关注:氢能本土化发展路漫漫


2018年以后,尤其是2019年以来,氢能产业在我国发展十分迅速。


得益于此前我国在电动汽车市场的10年发展经验,氢能在发展之初便在氢燃料电池汽车上投入巨大。氢燃料电池汽车在长距离、耐低温、重载运输等方面与电动汽车形成优势互补,使得新能源汽车市场再次扩大。


此外,在制氢领域中,我国今年制氢项目开工已不在少数,并已有落地投产的项目。中国石化新疆库车光伏制氢示范项目已经正式投产,该项目制氢规模达到每年2万吨,可减少二氧化碳排放48.5万吨/年。氢能观察统计,今年上半年,共有62个重大项目签约落地,其中有超40个项目为制氢项目,有33个重大项目落地内蒙古地区。

在燃料电池电堆及发动机领域,经过这几年的快速发展,众多头部企业已向大功率方向发展。亿华通、氢晨科技、新源动力、捷氢科技、喜玛拉雅光电等在燃料电池电堆及关键零部件国产化上做出巨大努力。国家电投国氢科技“氢腾”120kW水冷型燃料电池系统已成功搭载客车、中重卡等领域并大范围推广。


2023年上半年,燃料电池汽车交付投运超1000辆,招标采购超1000辆,众多燃料电池系统配套商表现十分亮眼,氢蓝时代、重塑集团、未势能源等频频登上工信部新品公示榜单。

警惕:发展虽快但仍有痛点


氢能观察分析近几年我国氢能产业发展较快的原因,主要有以下几方面:
可再生能源逐步占领能源结构中心点。自“碳达峰碳中和”目标被提出以来,我国紧跟世界能源转型步伐,积极探索能源结构转型,以风电、光伏为主的可再生能源正在逐步替代石油天然气等化石能源。“构建以清洁能源为主体的新型电力系统”是我国未来能源电力系统的大方向和大趋势。氢能作为来源广泛的二次能源,凭借应用场景丰富等特点被纳入能源体系之中,成为构建新型能源结构不可或缺的重要力量。

制氢潜力大、氢能利用价值高。从目前我国“弃风、弃光”形势可以看到,未来氢能将作为储能而发挥巨大价值。我国风电、光伏装机容量日益提升,2022年,我国可再生能源装机量达1.52亿千瓦。随着风电、光伏等可再生能源规模的进一步扩大,氢气产能也将随之提升。

技术革新加快,成本迅速下降。氢燃料电池系统的技术与成本问题是氢能产业链下游亟待解决的卡脖子难题,氢能产业链需要各个环节的共同发力才能被疏通。目前,燃料电池系统中催化剂、质子交换膜、膜电极、气体扩散层等核心零部件已经有重大突破和创新,技术更新迭代加快。专家预测,2025年前,氢燃料电池系统成本将下降一半。
然而,氢能产业发展仍处于初期阶段,发展“过热”的同时也需要明确痛点:
氢储运环节需要多加关注。尽管目前我国落地开工的绿氢项目众多,但氢储运难题却仍未快速解决。当绿氢产能快速扩张后,氢气如何储存、如何安全高效地将氢气运输到用氢量较大的地区等问题将随之而来。

标准法规需加快出台。2022年4月,国家发改委发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,顶层设计出台后,氢能产业呈现“井喷式”发展。各地区专项氢能规划层出不穷,但仍缺少国家级标准和相关规范。今年上半年,广东省与河北省率先发布政策,允许在非化工园区建设制氢加氢一体站,为绿氢发展开辟新的道路。

拓宽氢能应用场景。目前氢能更多用于交通领域,氢燃料电池汽车保有量在逐步增大,氢能重卡、氢能客车、氢能专用车等领域是氢燃料电池汽车主要发力领域。欧阳明高院士曾指出;“未来,纯电技术路线将更多应用于乘用车,燃料电池技术路线将更多应用于商用车,我国将会出现乘商并举的局面。”此外,目前氢能应用领域还有热电联产系统,未来将实现“氢电结合”。但氢能应用场景远不止化工和交通领域,应从多方面多角度利用氢能,实现真正意义的“降碳减排”。

 
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