景春梅:發展氫能應立足國情,以“我”為主-焦點消息
時間:2023-06-24 03:45:47
《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035)》(以下簡稱《規劃》)發布至今已滿一年。《規劃》的出臺,明確了氫能的能源屬性,肯定了氫能產業是戰略性新興產業的定位,確立了中國發展氫能的基本戰略。這一年來,無論是氫能技術還是商業應用都取得了一定突破。
近年來,應對氣候變化和實現碳中和成為國際共識,美歐日等占全球GDP75%的國家和地區相繼出臺氫能發展戰略,推出多項支持氫能產業發展的具體政策。特別是俄烏沖突爆發后,歐洲以更大的決心尋找能源出路,對新能源及氫能發展給予了更大的支持力度。從發展現狀上看,氫燃料電池技術日漸成熟,氫能基礎設施建設提速,區域性的供應網絡逐步形成。氫能正在成為新的經濟增長點。記者近日專訪了中國國際經濟交流中心能源政策研究部部長景春梅,詳解了當前氫能發展的熱點和難點問題。
她認為,發展氫能,首要立足我國國情。“我們用氫能不是解決氫源夠不夠的問題,實際上是解決能源‘綠不綠’的問題。一定要以我為主,市場開放和自主創新節奏要相匹配。”
(資料圖)
從實驗技術加快走向示范應用
記者:我國對氫能發展的定位是什么?
景春梅:國家發展改革委2022年發布的《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035)》已明確氫能的發展定位,這是發展氫能首先要明確的問題,也是之前業內最大的爭議點。《規劃》起草過程中這部分內容被反復修改,直到完稿的時候才得以形成共識。
《規劃》明確了氫能的三個定位。一是明確了它的能源屬性,氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,是一種未來能源。“十四五”規劃指出氫能和儲能都是未來能源、未來產業。目前氫能在能源體系中所占的比例微不足道,但未來在能源消費中將有一席之地。二是明確了氫能的用途,是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體。氫能作為二次能源,它的主要用途在用能終端,比如說在交通領域替代汽柴油,在工業生產中作為高品質熱源替代化石能源供熱等。三是氫能產業是戰略性新興產業和未來產業的重點發展方向。
記者:氫能在能源體系中能夠發揮哪些作用?如何圍繞氫能定位去推動產業發展?
景春梅:氫能是化石能源和非化石能源多能轉換、互補的重要渠道。作為二次能源,氫能可以通過氫電共存實現多能互補、融合發展。
立足氫能的定位去推動產業發展,首先要回答用氫來干什么。總體來看,我國能源自給率在85%以上,氫能主要解決能源綠不綠的問題,助力實現“雙碳”目標。發展氫儲能可以解決棄風棄電的問題,帶動可再生能源規模化發展,從而提升整個能源體系和工業體系綠色發展水平。這個大課題對我們這樣的工業大國來說特別有意義。所以說氫能是我國用能終端和工業生產實現綠色低碳轉型的重要載體和重要途徑,這一定程度上也說明了為什么綠氫更被鼓勵。
記者:您曾和團隊去日本考察氫能產業,作為長期研究氫能的專家,您怎么看待全球范圍的氫能發展熱潮?
景春梅:氫能并非橫空出世,它已有半個世紀的發展史。從歷史上看,氫能經歷了三個發展階段。第一個階段是20世紀70年代石油危機之后,美國把它列入國家能源戰略,這是美國第一次把氫能作為國家能源戰略來支持研究及技術攻關,但因為成本過高而停下步伐。第二個階段是2000年前后,美國再次支持氫能發展。時任美國能源部部長朱棣文提出了著名的“朱棣文之問”:氫從哪里來?成本怎么降低?2009年5月7日,朱棣文宣布美國停止資助氫燃料電池研發。第三個階段是2015年之后,全球又開始掀起氫能熱,我國氫能產業也開始揚帆啟航、風起云涌。
從發展現狀來看,氫能是全球新一輪科技革命、產業變革、能源轉型三者的交集。目前,全世界都在尋求新的經濟增長點,各國認為氫能可以承擔推進碳中和的重要使命。因此,氫能發展日益走深走實,開始真正形成全球熱潮。
在《規劃》出臺前,一些地方就開始涉足氫能領域。隨著氫能熱度持續,很多省(自治區、直轄市)紛紛出臺氫能發展政策。看到各地對發展氫能熱情高漲、氫能應用前景豐富,國家就制定了氫能規劃,也向世界回應了中國對氫能的態度。
記者:您如何評價《規劃》出臺后氫能產業鏈這一年的變化和發展?
景春梅:《規劃》出臺以來,氫能產業發展加快,項目加速落地。在內蒙古、新疆、陜西、河北張家口及東北等新能源比較豐富的地方,風光制氫項目相繼落地。2023年以來,輸氫環節的發展也非常明顯,中國城市燃氣協會組織了18家單位開展《天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究》,岳光溪院士、彭蘇萍院士擔任課題指導,黃維和院士和我參與了課題驗收。中石化從烏蘭察布到燕山石化的400公里純氫長輸管道項目被納入《石油天然氣“全國一張網”建設實施方案》。近期,中石油在寧夏試驗的管道摻氫比例達到24%。雖然管道輸氫還面臨不少技術和政策標準等難題,但進度比我們原來想象的要快。工業領域開始積極探索綠氫替代,這是一大亮點。
此外,近一年來,氫燃料電池成本有所下降,出貨量上升,關鍵核心“卡脖子”技術也有所突破,加氫空壓機、質子交換膜、碳紙基本實現本土化等。從數量上來說,氫燃料電池車的應用數量過萬輛,保有量超萬輛,這也是比較重要的發展里程碑,是產業發展積累到一定程度,從實驗室技術走向示范應用,再到規模化發展的結果。
記者:《規劃》出臺前,“十三五”時期各地方政府和企業就在積極布局氫能產業,在推動項目落地的過程中,有哪些需要注意的問題?
景春梅:前幾年我多次撰文呼吁“氫能熱中要冷思考”。當前,氫能產業仍然處在起步階段,產業鏈總體來說不夠健全,誰要想在一個地方發展氫能,比如布局氫燃料電池汽車,就需要先考慮加氫站建在哪兒,還需要考慮氫氣從哪兒來,是用管道還是拖車運輸,是用副產氫還是用可再生能源制氫等問題。從應用場景往上追溯,考慮構建全產業鏈。不管是從上游還是下游入局,都不得不用“鏈長”思維布局上下游產業。
發展氫能要以實現技術自主可控為目標。為什么我國發展氫能產業要掌握關鍵核心技術,因為它是一個新興的產業,也是一種技術,而且它對經濟發展的帶動力非常強。為什么國內各地方政府以及世界上很多國家都關注它,因為氫能橫跨材料、能源、裝備制造還有汽車等行業和領域。如果我們采取“拿來主義”,那就失去了發展氫能的意義。
一個產業興起之初,大家都有積極性是好事,但要避免同質化和一哄而上。現在地方氫能產業布局呈現較為嚴重的同質化傾向,產能過剩風險較高。比如,各地方政府規劃的燃料電池汽車、電堆總數及綠氫的總產量已經遠遠高于國家規劃,超過市場承受能力;各個省的氫能規劃大同小異,將來產業恐怕要經歷優勝劣汰的過程,一些盲目跟風、不掌握核心技術的企業或熱衷搞政績工程者將被淘汰。
工業領域應用氫能最有意義
記者:氫能的產業鏈很長,涉及的行業多,我國要怎么實現氫能全產業鏈均衡協調發展?最有可能實現重點突破的是哪個領域?
景春梅:全產業鏈均衡協調發展不是國家規劃做出來的,而是市場選擇的結果。我認為對我們這樣一個工業大國來說,氫能發展最有潛力的是在工業領域。發展氫能主要是為了減碳固碳。我國約80%的碳排放來自工業,而80%的氫氣消費也在工業,因此氫能最大的應用場景是在工業領域。氫能是一種基礎工業原料,不管是石油化工還是煤化工,都大量地使用氫。但我國每年生產3000多萬噸氫基本都是化石能源制取的。如果能用綠氫來逐步替代灰氫,那對我們工業領域的脫碳是非常有意義的。《規劃》發布以來,很多企業都在積極地進行探索和嘗試。比如寧夏寶豐能源公司用綠電制綠氫導入到煤化工產業鏈,提升其生產工藝的綠色低碳水平,鋼鐵企業河鋼集團用氫氣替代焦炭作為還原劑。國家電投、華電等發電集團都在探索天然氣摻氫發電。如果綠氫在工業領域應用的話,對整個工業體系氫原料的增量和存量都能產生很大的替代效應。
記者:氫能汽車未來能否與燃油車、電動汽車“三足鼎立”?
景春梅:氫能源車暫時無法與燃油車、電動車“三足鼎立”。在乘用車領域,氫能車目前很難和電動車競爭。但氫能源車在商用領域特別是替代柴油重卡的趨勢已經顯現,它功率大,加氫時間短、續航時間長、耐低溫、動力足的優勢明顯,冬奧會期間氫能源車做了很好的展示。
記者:五大氫燃料電池汽車產業集群應該如何發揮優勢?
景春梅:國內最先應用氫燃料電池汽車的城市是上海,在世博會的時候就已經有應用,但最后把產業鏈做起來并引進燃料電池堆的是廣東。廣東佛山在科技資源開發利用及應用方面做得好,但在人才及資源上跟上海還有差距。冬奧會之后,京津冀聯動推動北京氫能產業迅猛發展。
記者:在儲能領域,氫能備受關注。具體來說有哪些應用前景?
景春梅:氫儲能有兩大需要關注的領域,一個是在電力系統,氫電融合,通過來回轉換的方式消納新能源,需要去探索示范。現在新型儲能已經有國家政策支持,氫能發展雖然也有政策但不夠具體和“解渴”。在氫儲能發電方面,價格機制要放開,要允許其進入電力輔助服務市場獲得回報。另一個在儲氫領域,作為大規模儲氫的儲能技術也在發展,國際上儲氫基本處于從實驗室到產業示范的階段。從研究上看,洞穴儲氫對地質條件要求高,但從單位成本上來說洞穴儲氫是最低的。國家政策應該關注和支持,為將來氫能的規模化發展創造條件。
開放市場和自主創新節奏要相匹配
記者:目前化石能源制氫的比重占到70%以上,工業副產氫為補充,電解水制氫僅占1.5%,您認為什么時候綠氫將成為主流的氫氣來源?
景春梅:首先從國家規劃上看,可再生能源制氫作為主要氫能來源的方向已經明確。現在示范項目中綠氫技術發展很快,在應用環節,中煤集團、國家能源集團等都有大型示范項目在推進。從央企到民營企業都在積極推進,這都與國家規劃引領分不開。
記者:解決可再生能源消納問題,目前卡點在哪里?
景春梅:現在卡點在儲能上。現有的儲能方式不能解決長周期、大規模、跨季節的儲能調節。氫儲能理論上具備這種功能,但目前氫儲能在技術、政策、商業模式等方面還不成熟。
記者:在實驗室層面取得重大進展的海水直接電解制氫,是否是海洋綠氫的解決方案?
景春梅:海水制氫也是《規劃》鼓勵的方向。最近多個研究團隊都在海水制氫上取得了重大進展,這對東部沿海地區氫能發展很有意義。因為現在東部地區缺氫,“西氫東送”還需要時間,遠水解不了近渴。海水直接制氫能夠取得突破,這對解決東部氫能發展來說是很大利好。
記者:有觀點認為,中國氫能的"制、儲、加、運"各項技術興起晚于日本、歐洲等國家和地區。您怎么看待這一觀點?
景春梅:從產業鏈看,我國基本處于跟跑階段,缺乏領跑的技術,個別環節有并跑技術。發展氫能首先要立足我國國情。我們用氫能不是解決氫源夠不夠的問題,實際上是解決能源“綠不綠”的問題。其次一定要以我為主,開放市場和自主創新節奏要相匹配。市場換技術是換不來的。如果一味依賴國外技術,很可能陷入一輪輪“被”漲價的被動當中。在關鍵技術尚未自主可控之前就大規模放開終端應用市場,不但會削弱自主技術創新動力,并可能導致產業鏈高額利潤大幅外流,出現“花自己的錢,幫別人開拓市場”的尷尬局面。
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