被稱為“未來能源”“終極能源”的氫能已經成為近兩年的一個熱門話題,在國際上,美國、歐盟、日本都出臺了相應的氫能戰略規劃,日本甚至提出了“氫能社會”的宏大構想;在國內,中石油、中石化、國家能源集團、國家電投等能源央企紛紛入局氫能產業鏈,多個地方政府出臺了氫能發展方案和扶持政策。
隨著“2060年碳中和”任(ren)務的提出,氫(qing)能(neng)似(si)乎成為實現(xian)終端燃料(liao)脫(tuo)碳的最終解,又增添了(le)(le)其討論的熱(re)度。那么(me)(me),我國(guo)的氫(qing)能(neng)發(fa)展到(dao)什(shen)么(me)(me)程度了(le)(le)?制氫(qing)和用氫(qing)將(jiang)分別向(xiang)什(shen)么(me)(me)方向(xiang)發(fa)展?氫(qing)能(neng)將(jiang)在(zai)未來(lai)能(neng)源體(ti)系中擔任(ren)什(shen)么(me)(me)角色?本文將(jiang)嘗試(shi)對(dui)這些(xie)問題(ti)作出解答。
可再生能源制氫:理想很豐滿
氫(qing)(qing)(qing)能(neng)產業(ye)鏈包括制氫(qing)(qing)(qing)、儲(chu)氫(qing)(qing)(qing)、運氫(qing)(qing)(qing)、用氫(qing)(qing)(qing)幾個環節。當前(qian)我國氫(qing)(qing)(qing)氣總(zong)產能(neng)達到(dao)2500萬噸/年,是全球(qiu)氫(qing)(qing)(qing)氣產能(neng)最(zui)大的(de)國家。
氫(qing)(qing)(qing)(qing)是一種(zhong)清潔高效的(de)二次能源(yuan)(yuan),無(wu)法(fa)直(zhi)接(jie)從自然(ran)(ran)(ran)界中(zhong)獲取,必須通過制(zhi)(zhi)備得到。目(mu)前主(zhu)流制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)路(lu)線中(zhong),煤炭、天然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)等化(hua)石燃料制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)是當(dang)前國內成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)最低(di)的(de)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)路(lu)線,其中(zhong)煤制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)可(ke)低(di)至9-11元(yuan)/公斤,比(bi)天然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)低(di)約30%;鋼鐵、化(hua)工等行(xing)業的(de)工業副(fu)產氣(qi)(qi)(qi)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)也是較(jiao)為成(cheng)(cheng)(cheng)熟的(de)手段,綜(zong)合成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)在10-16元(yuan)/公斤,我國工業副(fu)產氫(qing)(qing)(qing)(qing)還有較(jiao)大利用空間(jian),可(ke)以在提(ti)供就近氫(qing)(qing)(qing)(qing)源(yuan)(yuan)的(de)同時(shi)提(ti)高資源(yuan)(yuan)利用率,但建設地點受(shou)限于原料供應;電(dian)解(jie)水制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)作為新(xin)興的(de)熱(re)門(men)方向,項目(mu)經濟(ji)性直(zhi)接(jie)受(shou)電(dian)價影響,市電(dian)生產的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)約30-40元(yuan)/公斤,一般認為當(dang)電(dian)價低(di)于0.3元(yuan)/千(qian)瓦時(shi)時(shi),電(dian)解(jie)水制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)才能接(jie)近傳統化(hua)石能源(yuan)(yuan)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)。
不(bu)論是國(guo)內(nei)(nei)還(huan)是國(guo)外,目前電解水(shui)(shui)占(zhan)所(suo)有(you)制氫(qing)方(fang)(fang)式(shi)(shi)的比重僅為3%-5%左右,但卻是專家(jia)學者和業內(nei)(nei)人士眼中未來最(zui)重要的制氫(qing)途徑,特(te)別(bie)是可再生能源電力制氫(qing)。這是由于不(bu)論是化石燃料制氫(qing)、工業副產(chan)氫(qing)還(huan)是傳(chuan)統電解水(shui)(shui)制氫(qing),都(dou)存在(zai)生產(chan)過程(cheng)中的碳(tan)排放(fang)問題(ti),在(zai)碳(tan)捕集與封存裝置(CCS)不(bu)具(ju)備大規(gui)模推廣可能性的前提下,可再生能源電力制氫(qing)是唯一能實現全(quan)周期零碳(tan)排放(fang)的制氫(qing)方(fang)(fang)式(shi)(shi)。
在中(zhong)國氫能(neng)(neng)聯盟發布的《氫能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)及燃料電(dian)池白(bai)皮書》中(zhong),預測隨著我國能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)結(jie)構由化石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)為(wei)主轉向以可再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)為(wei)主的格局,氫氣供給結(jie)構中(zhong)可再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)解水的比例也將大幅增長,到2050年占比70%。
當前國家政策(ce)層面,雖沒有出(chu)臺針對性支持(chi)政策(ce),但是在促(cu)進可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)(xiao)納(na)相關文(wen)件中提到電制(zhi)氫(qing)途(tu)徑。《清(qing)(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)(xiao)納(na)行動(dong)(dong)計劃(2018-2020年(nian))》指出(chu)“探索可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)富余電力(li)轉化為(wei)熱能(neng)(neng)(neng)、冷(leng)能(neng)(neng)(neng)、氫(qing)能(neng)(neng)(neng),實(shi)現可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)多途(tu)徑就近高效利(li)用(yong)”。國家能(neng)(neng)(neng)源(yuan)局2020年(nian)5月發布的《關于建立(li)健(jian)全清(qing)(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)(xiao)納(na)長效機制(zhi)的指導意見(征(zheng)求(qiu)意見稿)》也提到了“清(qing)(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)富集地區(qu),鼓勵(li)推廣電采暖、電動(dong)(dong)汽(qi)車、港口岸電、電制(zhi)氫(qing)等應用(yong),采取多種措(cuo)施提升電力(li)消(xiao)(xiao)費需(xu)求(qiu),擴大(da)本(ben)地消(xiao)(xiao)納(na)空(kong)間(jian)”。
項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)實踐層面(mian),已經有數個(ge)落地(di)案例。國內首(shou)個(ge)風電(dian)(dian)(dian)(dian)制氫(qing)(qing)(qing)工(gong)業應用(yong)項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)——河北(bei)沽源風電(dian)(dian)(dian)(dian)制氫(qing)(qing)(qing)綜(zong)合(he)利用(yong)示范(fan)項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)于2019年投產,項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)包含200MW風電(dian)(dian)(dian)(dian)場、10MW電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)水(shui)(shui)制氫(qing)(qing)(qing)系統。2019年7月(yue),陽光電(dian)(dian)(dian)(dian)源與晉(jin)中市榆社縣政府簽訂300MW光伏(fu)和(he)50MW制氫(qing)(qing)(qing)綜(zong)合(he)示范(fan)項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu),9月(yue)與山西省(sheng)長(chang)治市舉行(xing)200MW光伏(fu)發電(dian)(dian)(dian)(dian)項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)(一期)開工(gong)暨二期500MW光伏(fu)制氫(qing)(qing)(qing)項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)簽約儀式。水(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)(dian)大省(sheng)四川(chuan)已出臺多項(xiang)(xiang)(xiang)相關支持(chi)政策(ce),但目(mu)(mu)(mu)(mu)前尚未有水(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)(dian)制氫(qing)(qing)(qing)項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)落地(di)。整體來說,可再生能源制氫(qing)(qing)(qing)項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)主要為科技項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)(mu)試點示范(fan)。
可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)制(zhi)氫的(de)優點似乎顯(xian)而易見,一方面隨著(zhu)可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)大規(gui)模推(tui)廣,電價將會明(ming)顯(xian)降低,可(ke)(ke)進(jin)一步降低制(zhi)氫成本;另一方面可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)制(zhi)氫有利于(yu)清潔能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)消納,將棄風棄光等可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)電力(li)以氫能(neng)的(de)形(xing)式存儲下來,可(ke)(ke)解決電力(li)供需的(de)大規(gui)模季(ji)節性不平衡問題,助力(li)高比例可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)電力(li)系統的(de)調峰問題。
但是,可再生能源(yuan)制氫要實現大規模發展,還有諸(zhu)多問題需(xu)要解決:
一(yi)是近年(nian)來我(wo)國(guo)(guo)棄(qi)(qi)(qi)風(feng)棄(qi)(qi)(qi)光(guang)現(xian)(xian)象已經得到明(ming)顯好轉(zhuan),容易出現(xian)(xian)電解設備(bei)(bei)利用率(lv)低、無法(fa)收回投資(zi)的(de)(de)情況。近年(nian)來,國(guo)(guo)家出臺了(le)多項措施促進清潔能源(yuan)消納,并明(ming)確表態(tai)到2020年(nian)基本解決棄(qi)(qi)(qi)風(feng)棄(qi)(qi)(qi)光(guang)棄(qi)(qi)(qi)水(shui)問題(ti)。2019年(nian)我(wo)國(guo)(guo)棄(qi)(qi)(qi)風(feng)率(lv)4%,棄(qi)(qi)(qi)光(guang)率(lv)2%,連續幾(ji)年(nian)實現(xian)(xian)雙降。棄(qi)(qi)(qi)風(feng)棄(qi)(qi)(qi)光(guang)制(zhi)氫(qing)理論(lun)上既(ji)是一(yi)種有效的(de)(de)電力調峰(feng)手段,又能降低制(zhi)氫(qing)成本,但(dan)由于棄(qi)(qi)(qi)風(feng)棄(qi)(qi)(qi)光(guang)的(de)(de)尖(jian)峰(feng)特性,將導致(zhi)制(zhi)氫(qing)設備(bei)(bei)利用小時數低,分攤到每公斤氫(qing)的(de)(de)投資(zi)相關成本高昂。
二是現(xian)階段電(dian)(dian)(dian)解水制氫的成本(ben)(ben)(ben)仍(reng)然(ran)較(jiao)高,即使(shi)隨著(zhu)風電(dian)(dian)(dian)光伏的技術進(jin)步和規模效應降(jiang)低到發電(dian)(dian)(dian)端(duan)“一(yi)毛錢一(yi)度電(dian)(dian)(dian)”,但加上輸(shu)配電(dian)(dian)(dian)價、政府性基金及附加、輔助服務成本(ben)(ben)(ben)之后,終端(duan)電(dian)(dian)(dian)價相比其(qi)他制氫方式仍(reng)不具備成本(ben)(ben)(ben)優勢。且在(zai)降(jiang)電(dian)(dian)(dian)價過程中(zhong),過低的上網(wang)(wang)電(dian)(dian)(dian)價、輸(shu)配電(dian)(dian)(dian)價會對(dui)發電(dian)(dian)(dian)企業和電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)企業收益造成明(ming)顯損(sun)害,難以實現(xian)多方合(he)作(zuo)。
三是(shi)制(zhi)(zhi)氫(qing)還需要配套的(de)(de)氫(qing)氣儲運(yun)和下游(you)產(chan)業(ye)需求,否則產(chan)生(sheng)的(de)(de)氫(qing)氣無(wu)法(fa)最(zui)終(zhong)轉化為(wei)經濟效益(yi)。即(ji)使制(zhi)(zhi)氫(qing)成本得到大幅(fu)降低,在(zai)經過儲存、運(yun)輸多(duo)個環節(jie)層層疊(die)加后終(zhong)端氫(qing)氣價格仍(reng)較高(gao),只有(you)當氫(qing)氣大規模(mo)(mo)儲存、運(yun)輸等技(ji)術瓶頸得到解決,且下游(you)需求如氫(qing)燃料(liao)電池得以激發(fa)的(de)(de)情(qing)況下,大規模(mo)(mo)制(zhi)(zhi)氫(qing)才(cai)可以實(shi)現商業(ye)模(mo)(mo)式上(shang)的(de)(de)閉環。
四是(shi)從儲(chu)(chu)能(neng)的(de)(de)角(jiao)度出發(fa)(fa),儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)的(de)(de)效率、成本等(deng)各方面均無法(fa)與其他常(chang)規(gui)(gui)儲(chu)(chu)能(neng)方式相競爭。“可再(zai)生能(neng)源(yuan)制(zhi)氫(qing)(qing)-氫(qing)(qing)氣儲(chu)(chu)存-燃料(liao)電池發(fa)(fa)電”聽起來是(shi)零碳利用的(de)(de)完美途徑,但電-氫(qing)(qing)-電兩次(ci)能(neng)源(yuan)轉化綜合(he)效率只有(you)30%-40%。對比現在技術路(lu)線較為成熟的(de)(de)電化學儲(chu)(chu)能(neng)效率80%-90%,抽水蓄能(neng)效率75%,即使儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)具有(you)存儲(chu)(chu)規(gui)(gui)模大、不受地理環境(jing)制(zhi)約(yue)的(de)(de)優點,其成本、效率、響應速度和(he)安(an)全性都(dou)是(shi)制(zhi)約(yue)發(fa)(fa)展的(de)(de)硬傷。
氫燃料電池汽車:政策曙光已現
正如(ru)前文所(suo)述(shu),我(wo)國當前已具備較高的(de)(de)制氫(qing)能力,但在消費(fei)端(duan),90%以上的(de)(de)氫(qing)氣仍然作為工(gong)業(ye)原料(liao),用于合成(cheng)(cheng)氨(an)、合成(cheng)(cheng)甲(jia)醇、煉油、煤(mei)炭(tan)深加工(gong)等(deng),氫(qing)的(de)(de)“能源化”利(li)用歷史較短,其中(zhong)最受關(guan)注(zhu)的(de)(de)便是氫(qing)燃料(liao)電池(chi)汽車的(de)(de)發(fa)展。
氫(qing)燃料(liao)電池汽車(che)(che)的優(you)點在于清潔(jie)環保、能量(liang)密度高、續航里程(cheng)遠、加氫(qing)時間短(只(zhi)需(xu)3-5分鐘(zhong)),但成本高昂、加氫(qing)站數(shu)量(liang)少(shao)等(deng)因素制約了其(qi)進(jin)一步發展。經過多年發展,純電動汽車(che)(che)產業(ye)鏈已經較為成熟(shu),進(jin)入(ru)規模化(hua)商業(ye)化(hua)發展階(jie)段,而(er)氫(qing)燃料(liao)電池汽車(che)(che)仍處于試點示范階(jie)段。截至2020年7月(yue),我國累計推廣燃料(liao)電池汽車(che)(che)超過7200輛,建成加氫(qing)站約80座。
全球來看,2019年(nian)全球氫(qing)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池汽(qi)車銷量(liang)創下(xia)歷史(shi)新高(gao),達到10409輛,銷量(liang)最高(gao)的韓國(guo)突破4000輛,其次(ci)分別是中國(guo)、美國(guo)和(he)日(ri)本。品(pin)牌方(fang)面,自日(ri)本豐田(tian)于2014年(nian)推出第一代(dai)(dai)商用(yong)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池汽(qi)車Mirai后,本田(tian)Clarity、現代(dai)(dai)Nexo幾款車型均(jun)已(yi)實現商業化量(liang)產,日(ri)韓品(pin)牌在(zai)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池乘用(yong)車市場上占據(ju)絕對(dui)優(you)勢。
我國燃(ran)料(liao)電(dian)池汽(qi)車(che)(che)以客車(che)(che)、貨(huo)車(che)(che)為主,應用(yong)在公(gong)交、物流(liu)等(deng)領域,這(zhe)也與(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池續航(hang)里程(cheng)長的(de)特點相(xiang)適應。公(gong)交車(che)(che)一般(ban)由政府集中(zhong)采購(gou),廣東佛山、河北(bei)張(zhang)家口燃(ran)料(liao)電(dian)池公(gong)交車(che)(che)數量均超過百(bai)輛,北(bei)京、山西大同、湖北(bei)武漢等(deng)地也紛(fen)紛(fen)加大了燃(ran)料(liao)電(dian)池公(gong)交車(che)(che)的(de)投放(fang)力度。相(xiang)比乘用(yong)車(che)(che),公(gong)交車(che)(che)路線固(gu)定,一個加氫站可(ke)滿足一批車(che)(che)的(de)加氫需求,利用(yong)效率更(geng)高。
目(mu)前(qian)階段(duan),氫(qing)(qing)(qing)燃料(liao)(liao)電(dian)池汽(qi)車(che)(che)用(yong)車(che)(che)成本(ben)(ben)(ben)仍居高不下。據(ju)測算(suan),純電(dian)動汽(qi)車(che)(che)百公里電(dian)費約(yue)為6元(yuan)~15元(yuan),燃油車(che)(che)百公里油費約(yue)為50元(yuan),而氫(qing)(qing)(qing)燃料(liao)(liao)電(dian)池車(che)(che)燃料(liao)(liao)費用(yong)高達100元(yuan)。成本(ben)(ben)(ben)問題是制約(yue)燃料(liao)(liao)電(dian)池汽(qi)車(che)(che)行業發(fa)展的關鍵(jian)因素。如(ru)何才(cai)能(neng)(neng)(neng)(neng)降(jiang)成本(ben)(ben)(ben)?根據(ju)國際氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)協會(hui)發(fa)布(bu)的《氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)平價之路》,到(dao)2030年(nian)大型乘(cheng)用(yong)車(che)(che)的總體擁(yong)有成本(ben)(ben)(ben)可能(neng)(neng)(neng)(neng)下降(jiang)45%,主要來(lai)自于擴大產量帶來(lai)的規模效應、增加加氫(qing)(qing)(qing)站(zhan)降(jiang)低(di)的運(yun)輸成本(ben)(ben)(ben)、使用(yong)可再生能(neng)(neng)(neng)(neng)源降(jiang)低(di)的制氫(qing)(qing)(qing)成本(ben)(ben)(ben)。
氫燃(ran)料電(dian)池汽車(che)的發(fa)展越來越得到政(zheng)(zheng)府重(zhong)視和政(zheng)(zheng)策(ce)支持(chi)。自2019年政(zheng)(zheng)府工作報告中(zhong)首次(ci)提及“推動充電(dian)、加氫等設施建設”,近兩年間各地密集出臺氫燃(ran)料電(dian)池汽車(che)發(fa)展規(gui)劃。9月21日,財政(zheng)(zheng)部(bu)、工信部(bu)、科技部(bu)、發(fa)改委(wei)、國家能源局等五部(bu)委(wei)聯合發(fa)布(bu)了(le)《關于開(kai)展燃(ran)料電(dian)池汽車(che)示范應用(yong)的通(tong)知(zhi)》,對2020年開(kai)始的4年示范期的氫燃(ran)料電(dian)池支持(chi)政(zheng)(zheng)策(ce)進(jin)行了(le)初步明(ming)確(que)。
下一(yi)階段(duan),燃料(liao)電池汽(qi)(qi)車(che)的政策(ce)方向是采取“以獎(jiang)(jiang)代(dai)補”方式,對(dui)符(fu)合條(tiao)件的城(cheng)市群開展燃料(liao)電池汽(qi)(qi)車(che)關鍵核心技(ji)術產(chan)業化攻關和示范應用給予獎(jiang)(jiang)勵(li)。根據中金(jin)公(gong)司測算,不同車(che)型(xing)獎(jiang)(jiang)勵(li)金(jin)額(e)上(shang)下限差異(yi)較大,重卡的獎(jiang)(jiang)勵(li)總(zong)(zong)金(jin)額(e)與單位功(gong)率(lv)獎(jiang)(jiang)勵(li)金(jin)額(e)均(jun)高于(yu)其他品類,有一(yi)定強(qiang)化引(yin)導(dao)作用;關鍵零部件在示范期內補貼金(jin)額(e)總(zong)(zong)體不變,有望強(qiang)化頭部企業實力。
我(wo)們認為,該政策出臺(tai)后將(jiang)在氫(qing)(qing)(qing)能(neng)發(fa)展(zhan)基礎好、財政實力強、有產業(ye)鏈(lian)優(you)質(zhi)企業(ye)的(de)(de)地(di)區形成龍頭聚集(ji)效應,接下(xia)來10年將(jiang)是氫(qing)(qing)(qing)燃料(liao)電池(chi)汽(qi)車(che)突破技(ji)術瓶頸、實現規模化發(fa)展(zhan)的(de)(de)關鍵時期,氫(qing)(qing)(qing)燃料(liao)電池(chi)將(jiang)與(yu)電動汽(qi)車(che)實現差異化發(fa)展(zhan),在不同(tong)的(de)(de)應用場景下(xia)發(fa)揮作用,共同(tong)推進我(wo)國新能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)更(geng)上層(ceng)樓。
能源轉型中的氫能:受重視但不是最關鍵要素
縱觀人類(lei)能源(yuan)轉型歷史,可(ke)以發現從(cong)(cong)高碳到低(di)碳、從(cong)(cong)低(di)密(mi)度到高密(mi)度轉變的(de)(de)明(ming)顯趨勢。人類(lei)學會(hui)(hui)用火(huo)標志著薪柴時(shi)(shi)代(dai)的(de)(de)開(kai)始(shi),第(di)一次工業革命伴隨著煤炭的(de)(de)大(da)量(liang)使用,石油的(de)(de)開(kai)采極大(da)推進了現代(dai)文明(ming),而我們現在正處在大(da)規模(mo)可(ke)再生能源(yuan)替代(dai)化石能源(yuan)的(de)(de)轉換(huan)期,那么(me)下一次能源(yuan)革命,會(hui)(hui)是更加清潔高效的(de)(de)氫(qing)能時(shi)(shi)代(dai)嗎?
在中國(guo)氫能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)聯(lian)盟公布的(de)《中國(guo)氫能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)及燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池產業白(bai)皮書(shu)》中,預(yu)測到2050年氫能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)在中國(guo)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)體系中的(de)占比(bi)約為10%。而(er)根據最(zui)近發布的(de)BP世界能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)展望(2020版),在低碳轉(zhuan)(zhuan)型(xing)(xing)的(de)迫切(qie)要(yao)求(qiu)下,傳統能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)品種將在很大(da)程度上(shang)被低碳能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)代(dai)(dai)替,主要(yao)指(zhi)的(de)是大(da)規模(mo)的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)替代(dai)(dai)和小比(bi)例(li)的(de)氫能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)替代(dai)(dai)。預(yu)計到2050年,電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)在終端能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)消費中的(de)占比(bi)將達(da)到50%(快速轉(zhuan)(zhuan)型(xing)(xing)情(qing)(qing)境(jing)(jing)下)-60%(凈零排放(fang)情(qing)(qing)境(jing)(jing)下),而(er)氫能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)則為7%(快速轉(zhuan)(zhuan)型(xing)(xing)情(qing)(qing)境(jing)(jing)下)-16%(凈零排放(fang)情(qing)(qing)境(jing)(jing)下)。隨著技術和原料(liao)成本(ben)的(de)下降、碳價的(de)上(shang)漲,氫能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)在強調低碳的(de)情(qing)(qing)境(jing)(jing)下會逐步具有(you)競爭力,與之相反,在一切(qie)如常(Business as usual)情(qing)(qing)境(jing)(jing)下,氫能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)發展空間則非常有(you)限(xian)。
同樣作(zuo)(zuo)為(wei)二次能(neng)源,電(dian)能(neng)的(de)(de)利用范圍要(yao)比氫(qing)(qing)能(neng)廣得(de)多,必將成(cheng)為(wei)能(neng)源轉型的(de)(de)主要(yao)載體,而氫(qing)(qing)能(neng)的(de)(de)一個額外優勢在(zai)于可以(yi)(yi)用作(zuo)(zuo)工(gong)業(ye)(ye)領(ling)域中(zhong)需要(yao)高溫燃(ran)燒(shao)場(chang)景的(de)(de)燃(ran)料,部(bu)分(fen)實現(xian)對化(hua)石燃(ran)料的(de)(de)替代(dai),從而實現(xian)減排效益。電(dian)能(neng)可以(yi)(yi)將氫(qing)(qing)氣作(zuo)(zuo)為(wei)載體,通過氫(qing)(qing)冶金、電(dian)氫(qing)(qing)合成(cheng)氨尿素等工(gong)藝(yi)實現(xian)對傳統工(gong)業(ye)(ye)的(de)(de)重構(gou)。
綜上所(suo)述,在制氫(qing)環(huan)節,可(ke)再生能源制氫(qing)在技術(shu)和(he)經濟(ji)上均不具備(bei)足夠的可(ke)行性和(he)競爭力(li);在用(yong)(yong)氫(qing)環(huan)節,氫(qing)燃料電(dian)池汽(qi)車在乘(cheng)用(yong)(yong)車方面難(nan)以(yi)匹敵電(dian)動車,將(jiang)(jiang)主要向(xiang)重卡(ka)等長距離運輸領(ling)域(yu)發展;而在低碳(tan)轉型(xing)的背景下,尤其是總書記(ji)提出(chu)“力(li)爭在2060年實現碳(tan)中(zhong)和(he)”的環(huan)境(jing)下,氫(qing)能將(jiang)(jiang)比以(yi)往(wang)發揮更大作用(yong)(yong),但難(nan)以(yi)成(cheng)為轉型(xing)的主要支撐(cheng)和(he)中(zhong)堅(jian)力(li)量。
氫(qing)能產業鏈(lian)的(de)培育,需要政策、市場、技術多方(fang)面力(li)(li)量(liang)的(de)有效協同和(he)共同努(nu)力(li)(li),雖然(ran)還有很(hen)長的(de)路要走,但正如哈佛大(da)學《中國(guo)的(de)氫(qing)經濟即將來(lai)臨嗎?》報告中所說:如果中國(guo)政府能夠(gou)在氫(qing)能價值鏈(lian)上(shang)投入全部的(de)制造和(he)政策力(li)(li)量(liang),就將成為一(yi)個(ge)真正的(de)游(you)戲規(gui)則改變者,并對整個(ge)世界產生連(lian)鎖(suo)效應。