可再生能源制氢占比仅为1%,氢来源亟待“绿化”
来源:经济日报
7月29日,由中国电力企业联合会指导、协鑫(集团)控股有限公司(下称协鑫集团)主办的氢能产业发展论坛暨协鑫氢能战略发布会在京举行。中国能源研究会副理事长吴吟表示,能源行业排放占到全球温室气体排放总量的2/3,实现双碳目标的关键在能源。能源低碳发展有两大路径:化石能源低碳利用和大力发展可再生能源。当前,G20集团中已经有9个国家和地区发布了氢能发展战略,还有7个国家和地区正在开展前期研究。氢能产业呈现出良好发展态势, 科技 进步日新月异、应用场景层出不穷,未来氢能将在钢铁、能源、交通和建筑等领域广泛应用。
根据中国氢能联盟预测,到2030年,我国氢气的年需求量将达到3715万吨左右,在终端能源消费中占比约5%;到2060年,我国氢气的年需求将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约20%。
中国电力企业联合会专职副理事长安洪光表示,通过新能源与氢能的耦合,可助力高比例清洁能源电力系统的稳定运行,解决长时间清洁能源处理和负荷需求的平衡问题,帮助难以减排领域深度脱碳。在他看来,“十四五”时期,将是我国碳达峰“窗口期”、氢能产业发展的发力期,也是氢能市场的培育期和氢能技术的追赶期。
随着减碳行动的开展和各项政策的加持,氢能发展势不可挡。据不完全统计,迄今已有河南、山西、湖北、安徽等超过30个省市对氢能产业发展作出了明确部署,有的还制定了详细的时间表、路线图和任务书。可再生能源制氢、燃料电池 汽车 示范城市群、加氢站建设等项目成行业投资热点。
氢从何处来?在碳达峰、碳中和目标下,回答好这一问题尤为重要。
根据不同的制取方式和碳排放量,氢能被分为灰氢、蓝氢和绿氢。2020年我国氢气来源中,62%为煤制氢,19%天然气制氢,仅有1%的可再生能源制氢,氢来源亟待“绿化”。中国工程院原副院长杜祥琬强调,氢能产业要实现高质量、可持续发展,其核心准则是从源头做到可持续,将波动性、间歇性的风能、太阳能转换为氢能,有利于储能和传输,具有零排放、零污染和可持续优势。
高成本是当前可再生能源制氢大规模推广的主要难题。“降低氢能使用成本是产业发展的关键所在。”在中国石油和化学工业规划院新能源发展研究中心主任刘思明看来,我国氢能产业急需模式创新,依托海外优质天然气资源,转化为氢气具有成本竞争力,国内京津冀、长三角、珠三角氢能产业率先发展,用氢也应避免长距离陆运。他认为,未来国内氢能市场将以“工业副产氢+短距离运输”模式为主,海外将以“优质资源转化蓝氢+长距离化学品载体运输”模式为主。
会议现场,协鑫集团旗下协鑫新能源正式对外发布公司氢能战略。根据规划,协鑫新能源氢能战略由蓝氢和绿氢两部分构成。具体而言,蓝氢目标――首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;绿氢目标――计划到2025年建设100座综合能源站,达到40万吨年产能。
协鑫集团董事长朱共山表示,从空间结构上讲,在东部、南部等负荷中心发展蓝氢,在中西部地区等新能源大基地发展绿氢,一蓝一绿,协同发展。“协鑫新能源将打造不依赖补贴,完全市场化的零碳 科技 先锋企业,做全球综合实力领先的绿氢与蓝氢综合运营服务商。”
因为直接用可再生能源发电导致电网的调峰压力非常大,巨大。弃风弃光弃水问题很严重。储能是提高电网调节能力的最佳手段之一。目前应用最多的是抽水蓄能,其次也有储热、电化学电池、压缩空气的各种技术路线。
本质上电制氢也是储能的一种。在电网下调峰能力不足的时候(即出现弃电的时候),将弃电部分用来制氢,或者在夜间负荷低的时候,用低价电制氢,在需要的时候,不管是发电还是直接燃烧,取用储存的能量。
用氢作为能源发电,两步过程中能量难免会有损失,但是其实仔细琢磨一下,还是可行的,主要是得采用廉价易得的电能来电解之制氢,像大规模的太阳能、风能都是很好的清洁能源。
提高电解制氢的效率后,能量从太阳能转移到氢能源里。由于氢气能量密度大,移动性好,不受天气影响,所以用氢气作为汽车的驱动能源还是很不错的选择,清洁环保。这其中最主要的还是得提高制氢的效率和氢转化为电和动力的效率。
可再生能源制氢的用处
可再生能源制氢有它的优势,采用了可再生能源,以风光水等等可再生能源为载体,以氢气作为一个二次能源的载体,在能源转型中可以和电力互为补充,以实现工业、建筑、电力、交通运输等产业互联。
目前广泛使用的氢源主来自化石燃料、电解水和化工副产氢。此外,生物质制氢、核能制氢和光催化制氢正在研究,还没达到工业化应用的水平。可再生能源制氢只能选择电解水制氢,化石燃料制氢和化工副产氢都是有碳排放的。
3月23日,国家发改委发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》。规划明确,氢能是未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
根据规划,到2025年,形成较为完善的氢能产业发展制度政策环境,产业创新能力显著提高,基本掌握核心技术和制造工艺,初步建立较为完整的供应链和产业体系。燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站。可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,成为新增氢能消费的重要组成部分, 实现二氧化碳减排100-200万吨/年。
到2030年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系,产业布局合理有序,可再生能源制氢广泛应用,有力支撑碳达峰目标实现。
到2035年,形成氢能产业体系,构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升,对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。
规划提出,立足本地氢能供应能力、产业环境和市场空间等基础条件,结合道路运输行业发展特点,重点推进氢燃料电池中重型车辆应用,有序拓展氢燃料电池等新能源客、货汽车市场应用空间,逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。积极探索燃料电池在船舶、航空器等领域的应用,推动大型氢能航空器研发,不断提升交通领域氢能应用市场规模。
我国可再生能源制氢将会在2030年实现平价,相信大家对于氢能还没有一个具体的了解。随着我国的发展和经济实力的不断提高,科学技术也是变得越来越高级,对于很多资源也是实现了可以再生,因为现在很多资源在使用的过程中会对我们的环境产生破坏,比如煤炭。所以说我们也是在不断的开发出新的洁净能源。氢能就是这些能源当中的一种,在未来,它具有非常好的发展前景,所以在未来的生活当中,氢能可能会作为我们最主要的使用能源出现。
首先我们要对氢能源有一定的了解,氢能源就是可再生的二次能源,它能够通过一些可再生的方式从其他反应那里制出来氢能源,这也是它之所以是清洁能源的主要原因,因为我们知道,很多能源是不可再生的,就比如说煤炭,如果说我们对于煤炭过度开采的话,那么肯定会出现匮乏的现象,因为煤炭作为自然资源,它是长期储藏在地下的并且不会再生。如果我们对它过度使用的话,肯定有一天会出现灭绝的现象,氢能并不会,它属于可再生能源,我们使用完以后可以从其他的反应当中来制取这样就能够达到一个循环的作用,也是出于这个角度亲能才会被作为是清洁能源被开发。
当氢能实现平价以后将会有非同凡响的意义,首先对于我们国家来说就会实现一更高级的能源使用形式。因为氢能是可再生的清洁能源。所以说在未来将会让我们的科学研究变得更加高效,且清洁将不会再对我们的生活环境产生破坏。在近几年因为过于注重国家的发展,而忽略了能源对于环境的破坏,导致我们现在的生态环境已经发生了质的改变,温室效应的影响也是越来越严重。所以氢能能的出现将会在很大程度上改变这样的局面,并且也会被其他国家所效仿,这就是氢能最大的用处。
其次就是在它实现平价之后,将会有更多的人能够使用的起亲能,在之前我们仅有煤炭的时候,很多人就因为经济实力的原因,没有使用煤炭的经济条件。再到现在大家都普遍使用天然气,也仍然有一些贫困地区依然无法享受到这一待遇。那么在未来,如果说氢能能够实现平价的话,我国的大部分居民都会有生活条件来使用如此清洁的可再生能源,这将会对大家的生活和各方面带来很多的便利,并且还会节省大家的金钱,对于提高我们国家的居民水平有很大的帮助。
农村可再生能源的开发利用应当与新农村建设、生态农业、环境保护、卫生防疫(血防)等相结合,发挥综合效益。第五条 县级以上人民政府应当加强领导,统筹规划,将农村可再生能源开发利用纳入国民经济和社会发展规划,与节能减排的总体要求相适应,作为优先发展的产业,制定相应的优惠政策和保障措施,加大对农村可再生能源开发利用和建设管理的投入,提高利用效率,促进农村可再生能源事业的可持续发展。第六条 农村可再生能源开发利用和建设的管理工作由县级以上人民政府农业行政主管部门具体负责,其他相关行政主管部门按照各自的职责,做好农村可再生能源开发利用管理工作。
乡镇人民政府应当确定专职或者兼职人员,协助做好农村可再生能源开发利用管理工作。第七条 各级人民政府及其有关部门应当宣传开发利用和节约农村可再生能源知识,普及农村可再生能源应用技术;对在农村可再生能源开发利用工作中做出显著成绩的单位和个人给予表彰奖励。第二章 开发与推广应用第八条 各级人民政府应当鼓励支持科研单位、大专院校、企业和其他组织、个人,以多种形式开展农村可再生能源新技术、新产品的研究开发和科技成果转化;安排专项资金,用于支持农村可再生能源新技术、新产品的研究开发以及农村可再生能源开发利用示范工程的建设。
鼓励开展秸秆沼气发酵、生物质热解气化、沼气进出料、沼肥综合利用等技术研究及其成套设备的开发。第九条 自主开发或者引进的农村可再生能源新技术,应当经省人民政府农业行政主管部门会同相关部门组织专家进行可行性论证和评估,证明具有先进性、安全性和适用性后,方可推广。
引进国外新技术和新产品的,应当符合国家有关规定。第十条 鼓励科技人员依照国家有关规定通过技术转让、技术入股、技术咨询与服务等形式,加快农村可再生能源科技成果转化。第十一条 县级以上人民政府应当将农村可再生能源技术推广纳入农业技术推广体系。
农业行政主管部门应当根据实际情况因地制宜地推广下列农村可再生能源技术与设备:
(一)户用沼气及其综合利用、大中型沼气集中供气和生活污水厌氧净化等技术与设备;
(二)秸秆气化、固化、炭化技术与设备;
(三)太阳能、风能利用技术与设备;
(四)省柴节能炉灶、炒茶灶、取暖设施等节能技术与设备;
(五)其他先进适用的农村可再生能源技术及配套设备。第十二条 各级人民政府应当引导和支持乡镇兴建沼气净化工程,将户用沼气建设与改厨、改厕、改圈相结合,纳入村镇建设规划,分类指导,整体推进。
鼓励企业和个人利用规模化养殖场(小区)的有机废弃物,建设沼气集中供气(发电)工程。
农业行政主管部门应当组织沼气生产单位和个人对沼渣、沼液实行综合利用,发展无公害、绿色和有机农产品。第十三条 各级人民政府应当加强对秸秆能源化、太阳能、风能开发利用的指导。
鼓励企业和个人兴建秸杆气化集中供气工程。农村新建或者改建、扩建公益性公共设施,具备条件的应当采用太阳能供水供热等技术和设备。农村居民住宅利用太阳能供水供热的,农业、建设等行政主管部门应当在规划、安装、使用和通用设计方案方面给予指导和帮助。第三章 政府扶持与服务第十四条 农业行政主管部门应当根据当地农村可再生能源资源、用能结构、用能水平和经济社会发展现状,科学制定农村可再生能源开发利用规划和计划,按照规定程序报同级人民政府批准后实施。
四大直辖市
北京市: 《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025)》指出,2025年前, 交通运输领域, 探索 更大规模加氢站建设的商业模式,力争完成新增37座加氢站建设,实现燃料电池 汽车 累计推广量突破10000辆; 分布式供能领域,在京津冀范围 探索 更多应用场景供电、供热的商业化模式,建设“氢进万家”智慧示范社区,累计推广分布式系统装机规模10MW以上。推动实现内燃机叉车和铅酸电池叉车的分阶段替换,共计替换5000辆以上。
上海市: 《上海市氢能产业发展中长期规划 (2022-2035年)》指出,建设各类加氢站70座左右,培育5-10家具有国际影响力的独角兽企业,建成3-5家国际一流的创新研发平台, 燃料电池 汽车 保有量突破1万辆,氢能产业链产业规模突破1000亿元,在交通领域带动二氧化碳减排5-10万吨/年。
天津市: 《天津市氢能产业发展行动方案(2020—2022年)》指出,推广应用方面:到2022年,力争建成至少10座加氢站、打造3个氢燃料电池车辆推广应用试点示范区,重点在交通领域推广应用,开展至少3条公交或通勤线路示范运营,累 计推广使用物流车、叉车、公交车等氢燃料电池车辆1000辆以上;实现其他领域应用突破,建成至少2个氢燃料电池热电联供示范项目。
重庆市: 《重庆市氢燃料电池 汽车 产业发展指导意见》指出,2023 2025年,在产业链层面,产业集群进一步壮大,全市氢燃料电池相关企业超过100家,其中有全国影响力的整车企业2家、动力系统企业3家、核心零部件企业10家。 在示范推广层面,建成加氢站30座,在区域公交、物流等领域实现批量投放,氢燃料电池 汽车 运行规模力争达到2000辆。
七大省
广东省: 《广东省加快氢燃料电池 汽车 产业发展实施方案》指出,围绕氢燃料电池商用车和专用车规模化推广应用需要,组织编制加氢站布局方案,在珠三角核心区 、沿海经济带布局建设约300座加氢站。 按照“总量控制,先建先得”原则进行补贴,省财政对2022年前建成并投用,且日加氢能力(按照压缩机每日工作12小时的加气能力计算)500公斤及以上的加氢站给予补贴。
河北省: 《河北省氢能产业发展“十四五”规划》指出,到2022年:氢能关键装备及其核心零部件基本实现自主化和批量化生产,氢能产业链年产值150亿元。 到2025年,培育国内先进的企业10-15家,氢能产业链年产值达到500亿元。 全省建成25座加氢站,燃料电池公交车、物流车等示范运行规模达到1000辆,重载 汽车 示范实现百辆级规模;氢气实现在交通、储能、电力、热力、钢铁、化工、通信、天然气管道混输等领域试点示范。到2025年,累计建成100座加氢站,燃料电池 汽车 规模达到1万辆,实现规模化示范;扩大氢能在交通、储能、电力、热力、钢铁、化工、通信、天然气管道混输等领域的推广应用。
江苏省: 《江苏省氢燃料电池 汽车 产业发展行动规划》提出, 基本建立完整的氢燃料电池 汽车 产业体系,力争全省整车产量突破1万辆,建设加氢站50座以上 ,基本形成布局合理的加氢网络,产业整体技术水平与国际同步,成为我国氢燃料电池 汽车 发展的重要创新策源地。研制优势整车产品。以市场为导向,做优商用车,前瞻布局乘用车,重点发展续航里程500公里以上的氢燃料电池客车、物流车、专用车、小型货车等,加快100kW以上重型卡车开发,逐步形成多车型、多规格、系列化的产品体系,高水平建立氢燃料电池 汽车 整车产业集群。
浙江省: 《浙江省加快培育氢能产业发展的指导意见》指出,产业发展。 氢燃料电池整车、系统集成以及核心零部件等产业链全面形成,氢燃料电池整车产能达到1000辆,氢燃料发动机产量超过1万台,氢能产业总产值超过100亿元。 企业培育。力争培育形成一批具有较强竞争力、国内领先的氢燃料电池整车、发动机及零部件等优势龙头企业。推广应用。氢燃料电池在公交、物流、船舶、储能、用户侧热电联供等领域推广应用形成一定规模, 累计推广氢燃料电池 汽车 1000辆以上。 加氢设施。在现有加油(气)站以及规划建设的综合供能服务站内布局建设加氢站,力争建成加氢站30座以上,试点区域氢气供应网络初步建成。
山东省: 山东(山东省氢能产业中长期发展规划(2020-2030年)提出,2023年到2025年,为氢能产业加速发展期。氢能产业链条基本完备,培育10家左右具有核心竞争力和影响力的知名企业,燃料电池发动机产能达到50000台,燃料电池整车产能达到20000辆,燃料电池轨道交通、港口机械、船舶及分布式发电装备产业实现突破,氢能产业总产值规模突破1000亿元。燃料电池发动机、关键材料、零部件和动力系统集成等核心技术接近国际先进水平。制氢、储(运)氢、加氢及配套设施网络逐步完善,氢能在商用车、乘用车、船舶、分布式能源、储能等应用领域量化推广, 累计推广燃料电池 汽车 10000辆,累计建成加氢站100座,氢能在电网调峰调频、风光发电制氢等领域应用逐步推广。
四川省: 《四川省氢能产业发展规划(2021-2025年)》指出, 到2025年,燃料电池 汽车 (含重卡、中轻型物流、客车)应用规模达6000辆,氢能基础设施配套体系初步建立,建成多种类型加氢站60座; 氢能示范领域进一步拓展,实现热电联供(含氢能发电和分布式能源)、轨道交通、无人机等领域示范应用,建设氢能分布式能源站和备用电源项目5座,氢储能电站2座。
贵州省: 《贵州省“十四五”氢能产业发展规划》指出,以焦化副产氢为核心,可再生能源制氢为辅的多种氢源供氢总产能超过1万吨/年。建成加氢站15座(含油气氢综合能源站);示范运营燃料电池重卡、物流车、环卫车、大巴车、 公交车及特种车辆超1000辆;在氢储能、燃料电池多能联供、备用电源、绿氢化工、绿氢冶金、天然气掺氢等领域布局示范;建设氢气输送管道20km,固定式多能联供装机超10MW。
两大自治区
内蒙古自治区: 内蒙古 《关于促进氢能产业高质量发展的意见》指出,到2025年前,开展“风光储+氢”“源网荷储+氢”等绿氢制备示范项目15个以上,绿 氢制备能力超过50万吨/年;鼓励工业副产氢回收利用,工业副产氢利用超过100万吨/年,基本实现应用尽用;建成加氢站(包括合建站)100座以上 ;加速推进燃料电池车替代中重型燃油矿用卡车和公共服务车辆, 推广氢燃料电池重卡5000辆以上 ,累计推广燃料电池 汽车 突破1万辆,自治区形成集制备、存储、运输、应用于一体的氢能产业集群,氢能产业总产值力争达到1000亿元。
宁夏回族自治区: 《宁夏回族自治区氢能产业发展规划(征求意见稿)》指出,到2025年,初步建立以可再生能源制氢为主的氢能供应体系。可再生能源制氢量达到 8 万吨以上, 建成加氢站10座以上,可再生氢替代煤制氢比例显著提升,天然气掺氢推广应用成效明显,氢燃料电池重卡保有量 500 辆以上, 完成国家氢燃料电池 汽车 示范城市群创建任务。
除上述省市已经发布相应的氢能产业规划,另外,广西壮族自治区、河南省、辽宁省、陕西省等也正在加紧编制省级氢能规划
故答案为:(1)水能;湖北省西部位于地势的第二与第三阶梯的分界线上,落差大,水能资源丰富;(2)江汉平原;使湖泊的调蓄能力下降,易发生旱涝灾害;(3)“三山夹两盆”;东西走向;(4)深居内陆,距离海洋遥远,海洋湿润气流难以到达.
非化工区制氢管控的逐步放开,有望进一步推动氢能产业的发展。近年来,国内越来越多地区开始探索、支持非化工园区可再生能源制氢项目的发展。
氢是一种化学元素,在元素周期表中位于第一位。氢通常的单质形态是氢气。