3月22日,國家能源局印發(fā)《2024年能源工作指導意見》,明確提出了要加快編制推動氫能產業(yè)高質量發(fā)展的相關政策,有序推進氫能技術創(chuàng)新與產業(yè)發(fā)展,穩(wěn)步開展氫能試點示范,重點發(fā)展可再生能源制氫,拓展氫能應用場景。近年來,“氫能技術”已經成為能源領域國家重點研發(fā)計劃項目,預計到2060年,我國氫氣年需求量將超過1億噸。那么,到底什么是氫能?它從哪里來?我們又為什么要發(fā)展氫能?它能應用在哪些領域?來看看按下發(fā)展“加速鍵”的氫能產業(yè),如何改變生產生活?
灰氫 藍氫 綠氫 “多彩”氫能有何不同?
提起氫能,您最先想到的是什么,是小時候玩的氫氣球,還是課堂上的電解水實驗?您知道嗎?氫能分為灰氫、藍氫、綠氫,“多彩”氫能如何產生,又有何不同?
簡單理解,氫和氧反應產生的化學能就是氫能。氫是宇宙中分布最廣泛的物質,在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn),比如水就是一種含氫的化合物。根據氫能的形成過程,我們一般將氫能分為灰氫、藍氫與綠氫?;覛渲饕峭ㄟ^煤炭、天然氣等化石燃料燃燒產生的氫氣,在生產過程中會有二氧化碳等排放。目前,市面上絕大多數(shù)氫氣是灰氫,約占當今全球氫氣產量的95%。藍氫,是指采用了碳捕集措施的化石能源制得的氫氣,碳排放強度大幅度降低。而綠氫,則是指利用可再生能源分解水得到的氫氣,是一種比較理想的氫能源。
我們?yōu)槭裁匆l(fā)展氫能?
大自然中有許多不同的能量,近些年來,像是風能、水能、太陽能等新能源都在快速發(fā)展,那么我們?yōu)槭裁催€要大力發(fā)展氫能產業(yè)呢?
首先,氫能是一種清潔低碳、靈活高效的能源,對于促進全球經濟脫碳,特別是在工業(yè)和交通領域有著不可或缺的替代作用。其次,氫能還兼具能源和原料雙重屬性,與電能相比,它便于儲存、方便運輸,可以作為載能體,替代電能參與到交通、發(fā)電、儲能、工業(yè)等領域,應用場景豐富。還有一點就是實現(xiàn)能源自主安全可控,可再生能源制氫可以利用我國廣闊的國土面積,使用風光綠電制氫。2019年3月,氫能首次被寫入《政府工作報告》。2022年,我國出臺了《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》,首次明確地提出氫在能源體系當中所占的重要地位。而在今年的《政府工作報告》中,也指出“加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產業(yè)發(fā)展”??梢姲l(fā)展氫能產業(yè)具有重要意義。
我國首列氫能源市域列車長什么樣?
那么,氫能已經在哪些領域大展身手了呢?您聽過氫車、氫舟、氫卡嗎?下面我們就去看看氫能的具體應用場景。
3月21日上午,由中車長客自主研制的我國首列氫能源市域列車在吉林長春,進行了時速160公里滿載運行試驗,標志著氫能在我國軌道交通領域應用取得新突破。在當天的試驗過程中,列車以每小時160公里的速度運行,每公里平均能耗僅為5千瓦時,最高續(xù)航里程可達1000公里以上。列車能源供應方式不同于接觸網供電方案,具有噪聲小、零碳、環(huán)保的特征。
我國首艘氫能源船舶首航意味著什么?
看完了氫列車,我們再來看看中國首艘氫燃料電池動力示范船三峽氫舟1號。
去年年底,三峽氫舟1號在湖北宜昌順利完成首航,它總長49.9米、型寬10.4米、型深3.2米,乘客定額80人,主要采用氫燃料電池動力系統(tǒng),氫燃料電池額定輸出功率500千瓦,最高航速28公里/小時,巡航航速20公里/小時,續(xù)航里程可達200公里。這艘船首航標志著氫燃料電池技術在中國內河船舶應用實現(xiàn)零的突破。
氫能源車免收高速費釋放何種信號?
目前,氫能汽車是應用比較廣泛的領域,主要為氫燃料電池車。最近,山東省率先對氫能源車出臺了新政策,從今年3月1日起對安裝了ETC套裝設備的氫能車輛免收高速公路通行費。
在位于濟南市萊蕪區(qū)的一家加氫站,氫能重卡駕駛員唐文科一大早便前來加氫,為前往青島董家口港拉貨做準備。說起山東對氫能源車輛免收高速費這件事,他給我們算了一筆賬。
按照山東省2023年氫能汽車保有量1200輛測算,每公里節(jié)省0.8元,可為氫能汽車運營企業(yè)讓利超過15600萬元,對應年用氫量約為1920噸。
氫能汽車會取代傳統(tǒng)電動汽車嗎?
2023年,我國氫燃料電池汽車銷量呈現(xiàn)增長態(tài)勢,全年售出5791輛,同比增長72%。氫能汽車與傳統(tǒng)電動汽車有何不同?
專家表示,氫能汽車和純電動汽車并不是二選一的關系,而是相互補充共同構成新能源交通格局。電動汽車在乘用車和輕型商用車領域優(yōu)勢明顯,而氫能汽車由于其加氫速度快,低溫損耗小等突出特點,未來主要的發(fā)展方向為大型商用車領域,例如公交、長途重型卡車等,擁有廣闊的發(fā)展前景。
氫燃料電池汽車作為氫能產業(yè)的重要一環(huán),保持著良好的發(fā)展趨勢。中汽協(xié)的數(shù)據顯示,2023年全國燃料電池汽車產銷分別增長55.3%和72.0%,在技術方面,燃料電池系統(tǒng)成本下降到每千瓦3000元,比2020年降低了80%。
目前,我國已形成涵蓋制、儲、運、加、用等各環(huán)節(jié)完整的氫燃料電池汽車產業(yè)鏈,是全球燃料電池汽車產業(yè)鏈最完整的國家之一。
發(fā)展氫能產業(yè)要應對哪些挑戰(zhàn)?
氫能產業(yè)潛力巨大,發(fā)展前景廣闊。然而,就像任何新興產業(yè)一樣,氫能產業(yè)在其發(fā)展過程中也需要更多的配套,那么,發(fā)展氫能產業(yè),還要應對哪些挑戰(zhàn)呢?
氫能產業(yè)鏈涵蓋制氫、儲運、加注及應用等多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)的技術突破都是推動整個產業(yè)發(fā)展的關鍵。專家表示,在技術層面,還需加強制備、儲運和利用方面的技術儲備與研發(fā),特別是在制氫領域的電氫耦合技術、儲運領域的關鍵材料以及管道輸送的示范試驗等方面取得突破。
制氫儲氫輸氫用氫 如何打通氫能鏈條?
電力規(guī)劃設計總院副總工程師 徐東杰:近幾年在氫能的各個環(huán)節(jié),制氫、儲氫、輸氫、用氫,各個環(huán)節(jié)都取得了比較好的進展。
目前,山東省已建成濟青氫能高速公路,35座加氫站,氫能汽車保有量超過1200輛。按照計劃,2025年氫能汽車保有量達到1萬輛。
電力規(guī)劃設計總院副總工程師 徐東杰:實際上全國還有一些省區(qū)專門也研究了交通領域支持氫能發(fā)展的一些舉措,隨著山東政策的出臺,示范的效應會逐漸地顯現(xiàn)。
如何降低“可再生能源氫”的成本?
剛才我們提到,可再生能源制氫是最環(huán)保最理想的氫能制造方式,但它目前還面臨著成本比較高、占比比較低的問題。我國發(fā)展氫能,該如何讓綠色的“可再生能源氫”降本擴需呢?
電力規(guī)劃設計總院副總工程師 徐東杰:目前我們國家的氫能消費量大概就是每年四千萬噸,其中大部分來源還是來自煤制氫、天然氣制氫、副產氫,作為可再生能源制氫占比比較低。
目前,我國可再生能源制氫成本比較高。數(shù)據顯示,煤制氫成本約為9~13元/公斤、天然氣制氫約為10~18元/公斤,可再生能源電解水制氫成本受電力成本影響較大,約為15~45元/公斤。目前,加氫站的氫氣價格大約在50-60元/公斤。如果與汽柴油相競爭,價格需要降低到25-35元/公斤,目前差距還很大。
隨著可再生能源發(fā)電技術的不斷進步和成本的持續(xù)降低,包括棄風、棄光的有效利用,可再生能源制氫的效益將進一步提升,成本也將相應降低。同時,管輸技術的發(fā)展也將為氫能的大規(guī)模應用提供可能。
電力規(guī)劃設計總院副總工程師 徐東杰:我們有利用天然氣的管網,有這種摻氫的技術,可以進一步使氫能進入千家萬戶,另外還有純氫的管道,可以做遠距離跨省區(qū)的氫能資源優(yōu)化配置。(總臺央視記者 張偉 濟南臺)
評論