來源:中國石化報 時間:2024-03-04 08:23
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隨著新一輪科技革命和產業(yè)變革加速演進,全球主要經濟體均將氫能作為能源轉型升級、培育經濟新增長點的重要選擇。我國《氫能產業(yè)中長期規(guī)劃(2021~2035年)》明確指出,氫能是戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來產業(yè)重點發(fā)展方向。氫能產業(yè)界以科技創(chuàng)新為抓手,從“新”“質”“生產力”三個方面大力推進新舊動能轉換、探索開展工業(yè)轉型升級、優(yōu)化產業(yè)結構,落地形成了一批重大項目和成果。氫能正加快釋放生產力,逐步成為助推我國經濟產業(yè)綠色低碳、高質量可持續(xù)發(fā)展的重要引擎。
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截至2023年底
燃料電池汽車保有量18487輛
建成加氫站428座,比上年增長19.6%
建成可再生能源制氫項目59個,總計規(guī)模655兆瓦
建成運營燃料電池熱電聯產與發(fā)電項目93個,總計規(guī)模近20兆瓦
氫能的“新”
科技創(chuàng)新能夠催生新產業(yè)、新模式、新動能,是發(fā)展新質生產力的核心要素。早在16世紀,人類便已初次觀察到了氫的存在;1766年,英國化學和物理學家卡文迪許將氫氣收集起來研究其性質;1782年,法國化學家拉瓦錫重復相關實驗并最終實現氫的命名。在之后數百年,氫作為一種易燃、活性強的氣體,主要應用于化工等工業(yè)領域。
隨著人們對氫進一步研究和開發(fā),氫因其具備清潔、零碳且作為多種能源轉換載體的屬性,在全球碳減排趨勢大背景下正逐步被應用于工業(yè)以外的交通、電力、建筑等領域,成為當前全球傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級、新經濟發(fā)展的重要抓手之一。
綠電制氫、氫電耦合、氫儲能、綠氫煉化、綠醇綠氨、氫貿易、氫高速、氫碳協同、氫進萬家、氫能專業(yè)等新概念、新產業(yè)、新模式、新生態(tài)、新人才塑造了氫能的“新”。
氫能的“新”,體現在新產業(yè)和新生態(tài)。隨著碳中和推進,綠電制氫、氫電耦合結合氫儲能逐步成為以可再生能源為主的新型電力系統(tǒng)建設的重要解決方案之一。工業(yè)領域通過風光等可再生能源電力制綠氫,協同石油石化、鋼鐵冶煉等產業(yè),探索形成新型工業(yè)和工業(yè)低碳化;交通領域基于氫能及氫基燃料(氫基甲醇、SAF可持續(xù)航空燃料等),通過燃料電池、內燃機等技術,探索發(fā)展氫動力轎車、公交車、卡車、火車、船舶、飛機等,并通過氫高速等模式助力傳統(tǒng)交通產業(yè)低碳轉型,同時催生交通新經濟。
氫能的“新”,體現在新概念和新模式。目前,全球超50個國家和地區(qū)發(fā)布了氫能戰(zhàn)略,各國基于資源稟賦、產業(yè)基礎等,重點布局氫能產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié),促進了氫能貿易的形成和發(fā)展。國家氫能委員會預測,氫氣及其衍生物將成為大宗交易對象,到2050年全球氫貿易將需要1.5萬億美元投資,我國所產氫氣往東可向日韓出口、往西可向歐洲出口。在歐盟碳邊界調整機制落地、我國碳市場上線及溫室氣體自愿減排市場(CCER)重啟背景下,綠氫與碳市場的協同受到廣泛關注。中國氫能聯盟研究院牽頭的全球首個可再生能源制氫減排方法學已獲聯合國清潔發(fā)展機制(CDM)執(zhí)行理事會審批通過,填補了全球可再生能源制氫碳減排方法學的空白,助力開發(fā)可再生氫碳資產、氫能綠色化和規(guī)模化發(fā)展。
氫能的“新”,體現在新專業(yè)和新人才。氫能的快速發(fā)展催生了對氫能人才的巨大需求。2022年2月,教育部公布《2021年度普通高等學校本科專業(yè)備案和審批結果》,新增“氫能科學工程”專業(yè),首次將氫能納入普通高等學校本科專業(yè)目錄,突破形成氫能“新”專業(yè)。目前,華北電力大學、北京化工大學、安徽工業(yè)大學、鄭州輕工業(yè)大學4所高校開設了氫能專業(yè)。同時,中國氫能聯盟聯合聯合國開發(fā)計劃署(UNDP)探索設立氫能產業(yè)人才發(fā)展中心,通過開發(fā)氫能職業(yè)技術教育與培訓體系,走出了國內氫能產業(yè)所面臨的高素質、高技術、綜合性技能人才匱乏的困境。
氫能的“質”
科技創(chuàng)新成果應用到具體產業(yè)和產業(yè)鏈上,能改造提升傳統(tǒng)產業(yè),培育壯大新興產業(yè),布局建設未來產業(yè),完善現代化產業(yè)體系。
作為戰(zhàn)略性新興產業(yè),氫能產業(yè)科技創(chuàng)新受到全球各國重視。歐美、日本、韓國等主要經濟體相繼出臺了具有實操性的氫能戰(zhàn)略、發(fā)展路線圖等,并通過財政補貼、稅收優(yōu)惠、創(chuàng)新基金等系列政策工具推動氫能全產業(yè)鏈技術研發(fā)。
我國在《氫能產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2021~2035年)》及《“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃》等政策框架下,通過氫能國家重點研發(fā)計劃、氫能產業(yè)標準化建設、氫能首臺(套)、賽馬爭先及燃料電池示范應用、氫進萬家、研發(fā)-應用-迭代等方式,推動氫能全產業(yè)鏈技術發(fā)展和關鍵技術攻關,以逐步掌握形成技術裝備和產業(yè)鏈、供應鏈自主化。
目前,我國在氫能領域已形成超20項首臺(套)裝備,包含70兆帕加氫站大流量隔膜壓縮機、一體化移動式燃料電池用氫氣質量分析儀等產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)裝備。國家能源集團、中國石化、國電投等代表性企業(yè)已牽頭開展多個氫能重點研發(fā)專項,并形成70兆帕加氫站關鍵技術裝備等多項創(chuàng)新成果,牽頭建設國家氫儲運、國家綠氫煉化等創(chuàng)新平臺。據不完全統(tǒng)計,2023年,氫能產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)共實現58個首創(chuàng)、首個代表性氫能技術產品或實現首次關鍵突破。
中國氫能聯盟積極組織開展氫能領跑者行動,聚焦電解槽、加氫站、燃料電池系統(tǒng)、氫氣品質檢測和綠色燃料認證與碳足跡評價五個方面,結合打造國家綠色氫能關鍵裝備檢測實證基地,以標準化為抓手加快構建推動氫能核心技術迭代創(chuàng)新,已發(fā)布標準近20項。同時,中國氫能聯盟通過世界氫能青年科學家論壇、中國氫能汽車超級聯賽、氫能動力艇聯賽等品牌活動,推動氫能技術交流和科技創(chuàng)新。
氫能的“生產力”
綠色發(fā)展是高質量發(fā)展的底色,新質生產力本身就是綠色生產力。
生產力是社會存在和發(fā)展的基礎,生產力的發(fā)展和躍遷是推動歷史前進的決定性力量。隨著“雙碳”目標和產業(yè)轉型升級的推進,我國各地通過設定發(fā)展目標并配套有關財政激勵政策,開展氫能產業(yè)鏈布局,探索氫能與各產業(yè)領域的協同發(fā)展應用,大力推進新舊動能轉換、開展工業(yè)轉型升級、優(yōu)化產業(yè)結構,落地形成了一批重大項目和成果,正加快形成、釋放新質生產力。
2019年3月,中央政府工作報告首次提及氫能,隨后,各地密集編制出臺氫能產業(yè)專項政策,2019年至2023年,我國分別有多個省市自治區(qū)將氫能寫入地方政府工作報告,國家和地方涉及能源經濟、產業(yè)發(fā)展、科技創(chuàng)新等諸多政策均將氫能有關內容列入。目前,只有云南和黑龍江還未出臺省級氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃,不考慮各省所轄市縣規(guī)劃數據,到2025年各地方規(guī)劃加氫站超1000座、氫燃料電池汽車推廣數量超11萬輛、可再生能源制氫產能超300萬噸、氫能產業(yè)產值近萬億元,氫能“生產力”發(fā)展空間巨大。
中國氫能聯盟氫界大數據平臺顯示,截至2023年底,我國燃料電池汽車保有量達18487輛,達到我國氫能中長期戰(zhàn)略到2025年5萬輛目標的約37%;建成加氫站數量達428座,比上年增長19.6%,覆蓋全國30個省區(qū);建成可再生能源制氫項目59個,總計規(guī)模達655兆瓦,規(guī)劃項目超500個;建成運營燃料電池熱電聯產與發(fā)電項目93個,覆蓋23個省區(qū),總計規(guī)模近20兆瓦。
氫能產業(yè)協同應用方面,交通領域除汽車外,氫能及其衍生物在軌道交通、船舶、飛機、特種機械等領域正逐步推進,五大燃料電池汽車示范城市及成渝等氫能主要集聚區(qū)積極推廣輕重型貨車、乘用車、客車等各類車輛示范應用;鐵路運輸、城市交通等場景應用氫動力調車機車、氫能源有軌電車、鉸接輕軌車等多類型軌道車;“仙湖1號”“三峽氫舟1號”等氫能船舶相繼下水;“雷鳥”氫燃料無人機、“靈雀H”燃料電池驗證機、氫內燃機飛機原型機等先后完成試飛;氫動力挖掘機、裝載機、運輸機器人等特種機械創(chuàng)新應用實現有效探索。
依托可再生能源制氫,內蒙古、寧夏、吉林等地大力布局綠氫煉化、綠色甲醇、綠氨、綠色航空煤油、氫冶金等項目,中國石化新疆庫車光伏規(guī)?;茪洹夷茉醇瘓F寧東可再生氫碳減排、中能建松原綠色氫氨醇一體化、中國寶武氫基豎爐、河鋼富氫冶金等一批引領性示范項目已相繼建成投產。
在技術創(chuàng)新推動下,國家電網、國電投、中國石化等推進并已落地一批氫能發(fā)電綜合利用、天然氣摻氫應用、氫能管道示范項目。代表性項目如國家電網安徽六安兆瓦級氫能綜合利用示范站、國家電投遼寧朝陽天然氣摻氫示范工程、中國石化400公里輸氫管道示范工程等,佛山、寧夏、無錫等地已成功投運相關氫能熱電聯供項目。
企業(yè)是生產力的主要來源和支撐,企業(yè)數量規(guī)模、綜合能力的擴大和提升是生產力不斷精進的體現。據不完全統(tǒng)計,目前涉及氫能產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)超過3000家,在氫能快速發(fā)展下,涉氫企業(yè)的培育和發(fā)展也取得較好成果。目前,工信部共發(fā)布4批專精特新“小巨人”名單,4批涉氫上榜企業(yè)共73家,其中第一批未有涉氫企業(yè)上榜,第二、第三、第四批涉氫領域企業(yè)分別為16、22、35家,分布區(qū)域集中在北京、上海等燃料電池汽車示范應用城市群及內蒙古、山東、江浙、成渝等氫能發(fā)展主要集聚區(qū)。
2023年我國氫能應用方向示意圖。周紅青 制作