张建红
作者:编辑部 来源:中国环保协会 发布时间:2022-07-22 13:03:24 浏览()次

     全球首个世界级动力电池行业盛会——2022世界动力电池大会7月21日在四川省宜宾市举行。氢燃料动力电池亮相展会,受到广泛关注。氢燃料动力电池有何优势?除了动力电池,氢能还可应用于哪些领域?我国氢能产业发展现状如何?发展氢能产业面临哪些制约因素?如何解决?本报记者对中国国际工程咨询有限公司高级工程师张建红进行了采访。

中国环境报:2022世界动力电池大会上,荷兰展团由HyNed荷兰氢能产业联盟带队,展示了氢燃料动力电池领域的最新研发成果,引起广泛关注。氢燃料动力电池有何优势?

张建红:氢能燃烧只产生能量和水,被认为是最为清洁环保的燃料。氢能能量密度高、储存方式简单,适合大规模、长时间储存。利用可再生能源电解水制取绿氢,能够提升可再生能源消纳能力,从而减少弃风、弃光问题。

氢燃料汽车具有加氢快、续航时间长等优势。今年4月,长安汽车推出的一款氢燃料轿车,理论上能做到加氢3分钟续航700公里,只要建设足够的加氢站,就可破解里程焦虑。此外,氢燃料汽车使用成本较低,广汽旗下氢燃料汽车,100公里仅需0.8千克氢,按每千克60元计算,只需48元,而燃油车至少需要6升油,油费超过54元。

氢燃料汽车的这些优势,使其在商用车领域有很大的发展潜力。目前,欧洲几乎所有的主流商用车企业都在关注或已开始对氢动力电池等展开研究。

我国也在大力发展氢燃料汽车。北京冬奥会期间,我国投入816辆氢燃料汽车作为主运力开展示范运营服务,取得了很好的效果。内蒙古自治区发布促进氢能产业高质量发展的意见,提出加速推进氢燃料汽车替代中重型燃油矿用卡车和公共服务车辆,2025年前,推广氢燃料电池重卡5000辆以上。

中国环境报:除了动力电池,氢能还可应用于哪些领域?我国氢能产业发展现状如何?

张建红:目前全球氢能行业总体处于发展初期,我国氢能产业也是如此。

近年来,我国加速发展氢能产业。今年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,这是我国首个氢能产业中长期发展规划。各省市也加快推进氢能项目的落地,全国20多个省份已发布氢能规划和指导意见共计200余份。

各地也在大力布局氢能产业园区,推动氢能产业发展。科技部与山东省政府2021年联合启动“氢进万家”科技示范工程,已取得显著成效,包括推广燃料电池车辆1000余辆,涵盖公交、渣土、冷链物流和港口集卡等,开通了30余条氢能公交专线等。

2021年,全球年产氢气9000万吨左右。我国氢气的年产能约为4000万吨,年产量为3300万吨。我国幅员辽阔,具有丰富的太阳能、风能、潮汐能等可再生能源资源,已建成的可再生能源装机容量位居全球第一,在清洁低碳的氢能供给上具有很大潜力。目前,我国能源行业正在积极投资可再生能源制氢,例如,四川水电制氢、新疆光伏制氢、内蒙古风电制氢等,为规模化生产清洁低碳氢能奠定了良好的产业基础。

中国环境报:目前制约我国氢能产业发展的因素有哪些?

张建红:我国氢能产业发展面临多方面的制约因素:

一是技术装备水平不高。氢能关键材料及设备零部件要求高、工艺复杂、成本高。对于我国来说,一些关键技术仍然被国外垄断。比如,电解水制氢工艺中的质子交换膜,作为核心材料,长期被国外企业主导,外资的全球市场占有率超过90%。

二是制备成本较高。电解水制氢理论上转化效率高、获得的氢气纯度高,但由于耗电量高,电价占总成本的60%—70%,目前在我国的氢能源结构中,电解水制氢占比不到2%。在“富煤、贫油、少气”的能源禀赋条件下,国内煤制氢的占比超过60%。

三是储运基础设施严重不足。制氢与用氢往往距离较远,加氢站、输氢管道等基础设施严重不足,尚未形成完善的氢气储运网络渠道,产业链上下游衔接不畅。

四是使用场景较为单一。当前氢气使用主要集中在氢燃料电池方面,目前国内成熟度不高、规模不大。而氢作为能源载体,在冶金、化工、电力等传统能源密集型产业及储能等新型应用场景中,还处于摸索阶段。

五是氢能政策标准尚不完善。法律上,氢气作为能源尚缺少上位法支撑。在技术标准方面,可再生能源制氢、储运、加氢站建设等方面的技术标准还不够健全,急需丰富完善相关标准,引领行业健康发展。

中国环境报:为进一步推动氢能产业发展,您有哪些建议?

张建红:鉴于目前氢能发展缺乏相应的法律法规、技术标准和管理办法,建议尽快完善相关法律法规和标准。比如,尽快制定制氢加氢一体化站建设国家标准,根据需要适时修订加氢站建设国家标准,出台运营管理办法。加快立法立规,从法律上明确氢气的能源属性,在按危险化学品管理的基础上,更好地以能源形式予以管理,明确加氢站的管理职能和监管机构、管理办法等。

氢能产业技术含量较高,要尽快构建氢能技术研发体系,特别是要突破一批关键性的技术瓶颈。打造完整的氢能产业链,才能催生氢能经济的规模发展,推动氢能产业可持续发展。要系统规划,构建完整的氢能制取—储运—加注—应用产业链。针对各类制氢技术在氢能行业的发展布局与规划,应当综合考虑制氢成本、技术水平、碳排放水平这3个关键因素,稳步推进制氢的绿色化,促进氢能全产业链发展。为防止一哄而上造氢能车或建设加氢站,应统筹规划氢能车发展和加氢站布局,“以需定站,以站定车”,以加氢站建设引导氢能车的消费。

氢能只有拓展到冶金、化工、电力等领域,才能充分发挥氢能在能源绿色低碳转型和高排放、高污染行业绿色发展中的重要支撑作用。氢气需求将会成为一个非常广阔的市场。可以在氢能应用规模较大的地区设立制氢基地,将氢气生产靠近市场,以降低运输成本。储能也是未来氢能的重要应用场景。可再生能源制氢可以调节电网负荷和储能,减少弃水、弃风、弃光的现象。

安全是氢能产业发展的生命线。建议在不降低建设标准的前提下,适当简化或加快加氢站等基础设施建设审批流程,但运营过程仍按照危险化学品进行管理。建立以应急平台为核心的氢能安全生产应急管理体系和氢能全产业链安全监控平台,完善氢能产品标准、检测、认证体系。

此外,要加强氢能知识的科普宣传。由于氢气作为能源使用时间尚短,关于氢能安全的宣传仍不到位,社会对氢的使用安全性尚未建立信任。有必要加大氢能知识的科普宣传力度,更加积极地宣传未来氢社会的蓝图和价值,营造良好的安全用氢氛围,加快氢能进入居民能源消费终端,发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用。

中国环境报:国外有哪些经验值得借鉴?

张建红:目前,全球已经有超过20个国家或联盟发布或制定了《国家氢能战略》。欧盟早期通过清洁能源立法,支持氢能发展与燃料电池。日本从1973年开始开展加氢站行业规划,2014年发布《氢能源白皮书》,对加氢站建设的投资进行补助,2017年提出“要领先全球,实现氢能社会”的战略。韩国专门成立了由国务总理牵头,8位部长及产学研领域顶级专家组成的“氢能经济委员会”,全面领导氢能产业化工作,颁布了全球首部《氢安全法》与《促进氢经济和氢安全管理法》,为氢能设备的研发生产提供法律支撑。我国也要借鉴国外做法,提早布局,战略先行。

国际上,氢能产业初期基本上都是超前发展基础设施,如德国有100余座加氢站,走基础设施优先的路子,加快加氢站的网络布局。借鉴国外做法,我国也要加快氢能基础设施建设。

此外,我国也可以借鉴韩国的做法,在一些城市试点建设氢能社会。韩国在住宅和交通领域广泛开展氢能制冷、供暖、供电三联供,同时给予大力补贴。消费者购买氢燃料电池车也能获得约一半购车款的补贴。我国也可以加大补贴力度或“以奖代补”,大力推广氢能应用。


上一篇:傅伯杰
下一篇:返回列表