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面對化石能源枯竭的危機和環(huán)境問題的挑戰(zhàn),以新能源代替不可再生的化石能源是發(fā)展的必然趨勢。氫能在未來清潔能源系統(tǒng)中具有重要地位,具有來源廣、熱值高、清潔無污染、利用形式多樣和大規(guī)模穩(wěn)定存儲等優(yōu)勢。車用氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括制氫、儲氫、運氫及加氫站等,具體如下:
我國氫能來源廣泛,既有大量的工業(yè)副產(chǎn)氫氣,又有大量的棄風棄光電、低谷電等可供制氫的存量資源。燃料電池是氫能的重要應(yīng)用方式,車用氫能產(chǎn)業(yè)亦是燃料電池產(chǎn)業(yè)大規(guī)模推廣的基礎(chǔ)。包括制氫、氫氣儲運和加氫站在內(nèi)的氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,對燃料電池汽車的推廣普及具有重要影響。目前,國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀主要如下:
(1)氫氣制取
我國為世界第一大產(chǎn)氫國。2020年,中國氫氣產(chǎn)量超過2,500萬噸,同比增長13.6%。當前制備氫氣的主要方式有石化資源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫提純、化工原料制氫、電解水制氫等方法,但超過95%以上的氫氣用于煉化、煤制化學(xué)品、合成氨等產(chǎn)業(yè),目前用于燃料電池應(yīng)用的氫氣占比較低。
隨著燃料電池汽車大規(guī)模應(yīng)用,棄風、棄光等可再生能源電解水制氫是最為環(huán)保的能源利用方式,工業(yè)副產(chǎn)氫、天然氣重整制氫等可以提供低成本的氫氣供應(yīng)。我國擁有豐富的可再生能源,但由于分布不平衡導(dǎo)致發(fā)電中心與用電負荷中心脫離,電的遠距離跨區(qū)域輸送需求超出現(xiàn)有電網(wǎng)配套能力,大量的水電、風電和光電成為棄電,氫能將是富余可再生能源消納和轉(zhuǎn)移的重要方式。
目前,依托獨特的自然資源優(yōu)勢,張家口市在全國率先打造了可再生能源制氫示范基地。其豐富的可再生能源可以通過氫能進行轉(zhuǎn)移,為京津冀地區(qū)提供清潔能源,示范項目包括張家口海珀爾風電制氫站項目(一期)和沽源風電制氫綜合利用示范項目(一期)。
(2)氫氣儲運
氫氣的存儲可通高壓氣態(tài)儲氫、低溫液化儲氫、固態(tài)儲氫(利用固體吸附氫氣)、有機液體儲氫(液體有機物與氫氣形成穩(wěn)定化合物)等方式實現(xiàn)。目前我國儲氫行業(yè)中主流技術(shù)為高壓氣態(tài)儲氫,其技術(shù)較為成熟,具備前期投入低、氫氣充放快等有利于行業(yè)快速發(fā)展的優(yōu)勢。相對而言,低溫液態(tài)儲氫技術(shù)、固態(tài)儲氫、有機液體儲氫在我國均處于研發(fā)階段,或存在技術(shù)成本高昂、技術(shù)成熟度較低的特點,短期內(nèi)廣泛應(yīng)用可能性較小。
氫氣的運輸主要可通過氣氫運輸(用高壓氫氣瓶和管式拖車運輸)、液氫運輸(使用液化氫氣罐運輸)、管道運輸實現(xiàn)。目前我國液氫運輸和管道運輸?shù)幕A(chǔ)尚不成熟,主流氫氣運輸方式仍為氣態(tài)運輸,氣氫運輸所需長管拖車運輸設(shè)備在我國應(yīng)用較廣泛。
(3)加氫站
加氫站的大規(guī)模建設(shè)是推廣燃料電池汽車商業(yè)化不可或缺的環(huán)節(jié),也是現(xiàn)階段制約我國燃料電池汽車發(fā)展的重要瓶頸之一。
截至2019年底全球共有432座在運營加氫站。其中歐洲177座,亞洲178座,北美74座。在全部432座加氫站中,僅有330座為公共加氫站,其余加氫站保留給封閉用戶群,并供應(yīng)給公共汽車或車隊車輛。
國內(nèi)方面,截至2020年末我國已建成超過80座加氫站,相較全國10萬多座加油站和80多萬個充電樁仍有較大提升空間。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》,到2025年我國建成加氫站將超過1,000座,2035年將超過5,000座。2021年3月29日,中石化宣布將在“十四五”期間規(guī)劃建設(shè)1,000座加氫站或油氫合建站。
我國加氫站建設(shè)成本較高,燃料汽車市場保有量較少,疊加較高的氫氣成本后,加氫站在沒有進一步政策扶持的情況下基本均處于虧損狀態(tài)。目前的補貼政策也基本更偏向于技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品制造,加氫站補貼政策滯后。
同時,當前國家及地方加氫站建設(shè)缺乏統(tǒng)一的審批流程、運營管理規(guī)范政策不健全,導(dǎo)致我國整體加氫站建設(shè)推廣進度較慢。業(yè)內(nèi)專家多次建言,借鑒發(fā)達國家經(jīng)驗制定科學(xué)安全的氫能、加氫站和儲氫罐技術(shù)標準,提升檢測能力,盡快破除制約氫能和燃料電池汽車發(fā)展的標準檢測障礙和市場準入壁壘。
編制:諸葛御
責任編輯:趙皋
來源: 思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 億華通