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绿氢规模化应用仍需爬坡过坎

来源:中国能源报    编辑:    发布时间:2022-12-26

  当前,我国可再生能源装机居全球第一,绿氢产业发展潜力巨大,以绿电制绿氢成为氢能产业可持续发展的行业共识。不过,目前绿氢产能仅占氢气总产能的4%,我国绿氢发展仍有成本、技术、安全等一系列问题待破解。

  日前,工信部、发改委、住建部、水利部四部委联合印发了《关于深入推进黄河流域工业绿色发展的引导意见》,提出有序推动山西、内蒙古、河南、四川、陕西、宁夏等省、区绿氢生产,加快煤炭减量替代,审慎有序布局氢能产业化应用示范项目,推动宁东可再生能源制氢与现代煤化工产业耦合发展。

  当前,我国可再生能源装机居全球第一,绿氢产业发展潜力巨大,以绿电制绿氢成为氢能产业可持续发展的行业共识。不过,目前绿氢产能仅占氢气总产能的4%,我国绿氢发展仍有成本、技术、安全等一系列问题待破解。

  面临能效、安全、技术三大挑战

  今年3月,我国出台《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确了氢能战略定位,强调发展氢能必须坚持清洁低碳的原则,要重点发展可再生能源制氢,严格控制化石能源制氢。绿氢已成为我国氢能发展的必由之路。

  需要注意的是,应用场景的转变将带来从氢到电-氢耦合的转变。阳光氢能科技有限企业市场营销总监应源在第二届中日韩氢能产业高峰论坛上指出,从网电、恒功率、小规模到多种可再生能源大规模制氢,如何将不规则的电力转变成安全稳定的氢能将持续为产业带来考验。

  “目前,绿氢主要来自于绿电,由于电-氢转化能效比电-电转换低,因此从能效的角度出发,应该坚持宜电先电,氢电融合,减少转化,经济安全的原则,通过氢电互补支撑长周期的稳定供能,解决电能难以解决的降碳问题。”有研科技集团首席专家蒋利军表示。

  在处理好电氢关系的基础上,必须进一步解决好氢能自身的问题。“当前绿氢应用面临三方面挑战:高成本和低效率、高安全风险、核心技术和装备仍有卡脖子环节。”蒋利军指出,为加快绿氢发展,各国也分别提出了各自的绿氢成本目标。如美国希翼在10年内将绿氢生产成本降到1美金/公斤,澳大利亚希翼将绿氢生产成本控制在2美金/公斤,我国则希翼在2030年将绿氢生产成本控制在13元/公斤。

  与会专家指出,值得关注的是,今年我国在绿氢应用上已进行了一些探索,主要是在化工、分布式发电和加氢站等场景的应用,但总体而言还处于起步阶段。“从技术角度看,短期示范、关键装备、零部件和系统集成技术还缺乏长期的考核。从技术经济分析的角度看,运行时间短,数据积累少,技术经济性分析还缺乏实际数据的支撑。”

  四大降本措施缺一不可

  在上述专家看来,降低绿氢成本要采取政策支撑、场景选择、规模应用和技术进步四方面措施。“在氢能发展初期,这四方面的措施必须同时并举,互相配合,才能有效的降低绿氢成本。”

  在发展初期,政策的支撑尤其重要。首先是低电价,以广东省为例,《广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计划(2022-2025年)》率先提出允许加氢站内制氢,落实燃料电池汽车专用制氢站用电价格实行蓄冷电价政策,电价最低可以达到0.17元/度。今年深圳出台的《深圳市关于促进绿色低碳产业高质量发展的若干措施 ( 征求意见稿 ) 》等进一步提出了除按蓄冷电价之外,当电解制氢谷电占比超过50%的时候,可以免收基本电费。

  蒋利军指出,低电价可以为绿氢的竞争力提供重要支撑。据测算,当电价为0.26元/度的时候,电解水制氢成本就可与天然气制氢相竞争;当电价达到0.13元/度,成本可与煤制氢相竞争。

  税收抵扣方面,蒋利军以美国为例表示,美国在今年发布的《降低通货膨胀法案》中提出,对绿氢实行每公斤3美金的税收抵扣,经过抵扣之后,美国的绿氢价格可以降到0.73美金/公斤,可能是世界上最便宜的绿氢。与此同时还要与碳税结合,以进一步提高绿氢竞争力。

  绿氢应用场景的选择同样重要。我国氢能规划明确,在2025年前要坚持就近利用的原则。“综合考虑来看,近期应该以源端电氢协同就地利用模式,多元用氢,提高经济竞争力和能源效率;采用受端电氢协同模式来发展分布式能源系统。这样可以充分利用源端的低电价和受端的谷电来进行支撑,从而有效降低绿氢运行成本。”蒋利军表示。

  国际贸易将为绿氢打开新局面

  除聚焦绿氢产业自身问题外,开拓绿氢国际市场,也将进一步利好绿氢规模化发展。国际氢能协会副主席、清华大学教授毛宗强表示,一般而言,大家常用“富煤、缺油、少气”形容我国能源资源禀赋,但从可再生能源的角度看,由于我国可再生能源丰富,因此同时还具有“多氢”的特点。

  有专家表示,从国家层面来看,目前我国国家氢能政策框架搭建初步完成,通过顶层设计加示范应用补贴加地方产业规划,共同促进整个产业链协同发展。“我国沿海区域近年来大力发展海上风电,结合长三角珠三角发达的交通路网,可形成绿色交通与绿色国际贸易产业,而在我国的北方以及西北西部地区有着得天独厚的风光资源,通过风光制氢结合传统化工形成一条完善的产业结构链。”

  具体来看,我国西北部有约260万平方公里的荒漠化土地。这些地区是发展可再生能源的可开基础。我国的沙漠和戈壁沙漠面积达128万平方公里。如果按照目前的技术,可以在这些沙漠和隔壁地区建设1280亿千瓦的光伏发电。我国从领海线到专属经济区的可开发海域面积约60万平方公里,资源可开发潜力约20亿千瓦,约占我国海上风电开发潜力的75%。

  “绿氢贸易将促使我国绿氢的超大规模制、储、运、用技术产业升级,也有助于我国实现碳中和目标,应对国际碳税挑战。”毛宗强指出,我国应充分发挥绿氢地缘优势,我国东部生产的氢气可以向日韩出口,西部生产的氢气可以向欧洲出口,由铁路外运。同时,做到国内、国际双循环,加强国际合作,充分利用“一带一路”等利好政策。

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