當(dāng)前，全球范圍正興起氫能發(fā)展熱潮，我國也將氫能產(chǎn)業(yè)作為未來國家能源體系的重要組成部分。省委十二屆五次全會作出以發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力為重要著力點扎實推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的決定，明確實施清潔能源重大科技專項，推進(jìn)氫能制儲運(yùn)加用一體化應(yīng)用。
“雙碳”目標(biāo)下，四川依托豐富的水風(fēng)光資源和創(chuàng)新能力，積極布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈，現(xiàn)已聚集上下游企業(yè)及科研院所超100家，形成覆蓋“制—儲—運(yùn)—加—用”的全產(chǎn)業(yè)鏈。
為什么要發(fā)展氫能?四川在細(xì)分領(lǐng)域優(yōu)勢何在?“川企大調(diào)研·尋找新質(zhì)生產(chǎn)力”欄目推出氫產(chǎn)業(yè)全鏈“‘氫’新力量‘綠’動四川”系列報道，聚焦氫能發(fā)展的細(xì)分領(lǐng)域、關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重點產(chǎn)品，走進(jìn)代表性企業(yè)，尋訪行業(yè)專家，探究四川氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能。
6月12日，位于“成都?xì)涔?rdquo;的華能彭州水電解制氫示范站成功售出第一車綠氫，標(biāo)志著四川首個大規(guī)模水電解制氫項目正式投入運(yùn)營。同月，位于成都市郫都區(qū)的東方氫能產(chǎn)業(yè)園建設(shè)進(jìn)入收尾階段，園內(nèi)的西部首座制加氫一體站已整體呈現(xiàn)，投用后預(yù)計每天可為40輛左右的大巴、重卡等車輛加滿氫氣。
今年以來，四川氫能建設(shè)跑出加速度，以電解水制氫為主要制氫方式的綠氫制備項目梯式推進(jìn)。四川作為全國清潔能源大省，明確提出推動綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，成都更是將目標(biāo)瞄準(zhǔn)打造中國“綠氫之都”。
什么是綠氫?四川優(yōu)勢何在?全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展從何處破題?近日，記者走進(jìn)省內(nèi)部分制氫企業(yè)進(jìn)行探訪。
為何要發(fā)展綠氫?
從源頭上能實現(xiàn)二氧化碳零排放，制備和使用成本也會隨技術(shù)進(jìn)步逐步下降
綠氫，是指利用可再生能源分解水得到的氫氣，其燃燒時只產(chǎn)生水，不會產(chǎn)生污染，從源頭上可實現(xiàn)二氧化碳零排放。氫元素在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中，而氫能作為一種二次能源，需要通過制氫技術(shù)進(jìn)行提取。目前，現(xiàn)有制氫技術(shù)大多依賴化石能源，無法避免碳排放。根據(jù)氫能生產(chǎn)來源和生產(chǎn)過程中的排放情況，人們又將氫能分別冠以灰氫、藍(lán)氫、綠氫之稱。
通過煤炭、天然氣等化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣以及部分在工業(yè)生產(chǎn)中副產(chǎn)的氫氣被稱作灰氫，在生產(chǎn)過程中會有二氧化碳等排放。比如氯堿尾氣、焦?fàn)t煤氣等，可通過變壓吸附等技術(shù)從中提取氫氣。
而在“灰”與“綠”之間，還有一種過渡色“藍(lán)”。在灰氫的基礎(chǔ)上使用碳捕集和封存(CCS)技術(shù)制得的氫氣被稱為藍(lán)氫，由于在制作過程中使用了先進(jìn)技術(shù)，藍(lán)氫的碳排放強(qiáng)度大幅度降低。
從能源結(jié)構(gòu)看，目前中國氫源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主，煤制氫占比約62%，天然氣制氫占19%，工業(yè)副產(chǎn)占18%，電解水制氫僅占1%。
造成氫源結(jié)構(gòu)不夠“綠”的原因，主要是受技術(shù)和成本的限制。數(shù)據(jù)顯示，煤制氫成本為每公斤9—13元，天然氣制氫為每公斤10—18元，電解水制氫成本受電力成本影響較大，為每公斤15—45元。目前，加氫站的氫氣價格為每公斤50—60元。如果與汽柴油競爭，價格需要降低到每公斤25—35元，差距還很大。
受成本等因素制約，氫能一直沒有大規(guī)模推廣應(yīng)用，反觀風(fēng)能、水能、太陽能等清潔能源，近年來發(fā)展較快。既然如此，為何還要發(fā)展氫能?
2022年，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》就明確了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位和目標(biāo)。在今年的政府工作報告中，也再次提及加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
受訪專家普遍認(rèn)為，氫能不僅是清潔低碳、靈活高效的能源，還兼具原料屬性。與電能相比，氫能便于儲存、方便運(yùn)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(lǐng)域，應(yīng)用場景豐富，對于實現(xiàn)國家能源自主安全可控具有重要意義。
從發(fā)展趨勢來看，在“雙碳”目標(biāo)背景下，鋼鐵、化工等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)能必然下降，副產(chǎn)氣也會大幅減少。而隨著技術(shù)成熟和清潔能源發(fā)電成本下降，綠氫使用成本還將進(jìn)一步降低。有專業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測：到2050年，我國可再生能源電解水制氫將占制氫總量的70%，現(xiàn)有化石燃料制氫將降至20%。
綠氫占比低 為何卻要大力發(fā)展?
四川有資源稟賦、制備技術(shù)成果，還有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)
目前，四川氫能源制備規(guī)模居全國第四，工業(yè)副產(chǎn)氫年產(chǎn)規(guī)模約20萬噸，而電解水制氫僅有0.5萬噸。雖然占比少，但四川卻鮮明打出綠氫牌，明確要推動綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。底氣何在?
經(jīng)濟(jì)和信息化廳相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，發(fā)展綠氫，四川具有明顯優(yōu)勢。
從資源稟賦來看，四川是我國發(fā)展的戰(zhàn)略腹地，清潔能源豐富，風(fēng)電光伏資源規(guī)劃裝機(jī)超2億千瓦，水電裝機(jī)超1億千瓦，發(fā)展綠氫潛力巨大，在國家能源安全新戰(zhàn)略中具有十分重要的地位。
從技術(shù)創(chuàng)新來看，四川氫能產(chǎn)業(yè)布局較早，經(jīng)過多年積累，形成了一批綠氫制備技術(shù)成果。東方電氣集團(tuán)與深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士團(tuán)隊合作，開展全球首次海上風(fēng)電無淡化海水原位直接電解制氫技術(shù)海上中試并獲得成功，技術(shù)水平國際領(lǐng)先，可以大幅度降低制氫成本;清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院牽頭開展“十萬噸可再生能源電解水制氫合成氨示范工程”項目，該項目為國家重點研發(fā)計劃“氫能技術(shù)”重點專項，并助力我國首個萬噸級新能源制氫項目成功制氫……
從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)來看，四川在上游制氫環(huán)節(jié)擁有四川華能、亞聯(lián)氫能、莒納科技等近30家企業(yè)，產(chǎn)品涵蓋工業(yè)副產(chǎn)氫、天然氣制氫、電解水制氫，以及天然氣制氫裝置、電解槽、電極片等裝備。其中，四川華能研制的1300標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時堿性電解水制氫系統(tǒng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平;莒納科技是全球唯一同時擁有三大電解水制氫技術(shù)的企業(yè);亞聯(lián)氫能自主研制天然氣制氫裝置，電解水制氫技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先，擁有成套設(shè)備生產(chǎn)能力。
“四川氫能產(chǎn)業(yè)布局較早，雖然綠氫占比不高，但產(chǎn)學(xué)研多個維度一直都在探索綠氫技術(shù)攻關(guān)。”東方電氣(成都)氫能科技有限公司副總經(jīng)理呂紅艷介紹，以東方電氣為例，公司經(jīng)過十余年的深耕和培育，已形成涵蓋制氫、儲運(yùn)氫、加氫、氫燃料電池及氫能綜合應(yīng)用的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案提供商，實現(xiàn)了兆瓦級質(zhì)子交換膜電解水裝備試制，技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先。
目前，四川已在攀枝花、涼山、成都等地試點建設(shè)綠氫制備基地，在雅安、甘孜等地發(fā)展綠氫制備和應(yīng)用，同時綜合利用工業(yè)副產(chǎn)氫等資源，初步形成以副產(chǎn)氫為主、綠氫加速發(fā)展的氫源多元化局面。
綠電制綠氫何時走入現(xiàn)實?
從川內(nèi)首個大規(guī)模水電解制氫項目看，電價是大規(guī)模推廣應(yīng)用的關(guān)鍵
綠氫制備項目在四川的實際生產(chǎn)運(yùn)營情況如何?近日，記者來到華能彭州水電解制氫示范站一探究竟。
“目前產(chǎn)量還比較低，但預(yù)期增長會比較快。”四川華能氫能科技有限公司總經(jīng)理李太斌介紹，項目從6月12日試生產(chǎn)并銷售以來，目前綠氫產(chǎn)量約為總產(chǎn)能的5%，預(yù)計2024年第三季度末可達(dá)30%(為谷電期間的全部產(chǎn)能)。項目制取的氫能主要應(yīng)用于氫燃料公交車、物流車、重卡等交通運(yùn)輸領(lǐng)域以及電子、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。“四川計劃到2030年，氫燃料電池汽車應(yīng)用規(guī)模達(dá)8000輛，目前僅投運(yùn)約600輛，隨著氫能應(yīng)用場景一系列措施落地，未來還有較大增長空間。”
綠氫制備成本高是影響項目大規(guī)模示范應(yīng)用的重要因素。就示范站來說，制氫成本與實際產(chǎn)量、制氫電價、啟停次數(shù)、檢修維護(hù)、人工成本、政府補(bǔ)貼等很多因素相關(guān)。李太斌坦言，作為西南地區(qū)首個商業(yè)化大規(guī)模水電解制氫項目，項目更多承擔(dān)了示范的功能，從技術(shù)、制度等層面為四川大型水電解制氫項目落地探路。
從技術(shù)層面來看，該項目的核心設(shè)備——兩套1300標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時高電流密度堿性電解槽由中國華能牽頭研制，通過一系列技術(shù)攻關(guān)，讓設(shè)備單位可以節(jié)省投資25%左右，產(chǎn)量提升30%，適用于大型可再生能源制氫基地，充實我國氫能技術(shù)應(yīng)用樣板。
從制度層面來看，示范站的電力來源為電網(wǎng)，下一步將積極向相關(guān)部門申請，支持電解水制氫進(jìn)行全水風(fēng)光等可再生能源電力交易，用綠電制綠氫。此外，成都市已出臺電價支持政策，將按實際電解水制氫用電量給予每千瓦時0.15—0.20元的電費(fèi)補(bǔ)貼，每年補(bǔ)貼額度最高不超過2000萬元。
“制氫項目，尤其是水電解制氫想要大規(guī)模推廣應(yīng)用，電價是關(guān)鍵。”李太斌表示，把平均制氫度電成本控制在0.3元以內(nèi)是示范站比較理想的運(yùn)營狀態(tài)，建議免收水電解制氫項目用電基本容量費(fèi)，同時對制氫電費(fèi)進(jìn)行補(bǔ)貼，出臺鼓勵用氫企業(yè)使用綠氫的引導(dǎo)政策，加快氫能應(yīng)用場景培育，并加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展做好基礎(chǔ)設(shè)施配套。
“推動綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，重點是把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。”省發(fā)展改革委相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，四川已規(guī)劃“一極三廊三片區(qū)”綠氫產(chǎn)業(yè)集群。其中，“一極”是支持成都都市圈建設(shè)“綠氫之都”;“三廊”是以“成渝氫走廊”“318國道”為重點合理布局加氫基礎(chǔ)設(shè)施、擴(kuò)大示范車輛規(guī)模，以雅礱江流域為重點，統(tǒng)籌推進(jìn)水風(fēng)光氫一體化開發(fā);“三片區(qū)”是支持川西北開展離網(wǎng)可再生能源制氫等氫能應(yīng)用場景。
雅礱江流域水風(fēng)光一體化基地，是當(dāng)今世界最大的綠色清潔可再生能源基地。雅礱江流域水電開發(fā)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，依托雅礱江流域水風(fēng)光一體化基地，公司正在探索建設(shè)“制氫+氫氧熱電聯(lián)供”示范項目，將結(jié)合流域內(nèi)氫儲能、供氧和供熱需求以及助力打造“318氫能天路”的需要，在高原地區(qū)推進(jìn)氫氧熱電聯(lián)供示范。(四川日報全媒體記者 寇敏芳)
作者：寇敏芳
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