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央企积极布局氢能全产业链发展

2022-09-27金迈平

现代国企研究 2022年10期
关键词:电解水储氢氢能

文=金迈平

我国在“碳达峰、碳中和”目标的引领下,氢能产业和中央企业主动谋篇布局,凭借国内广阔的市场空间,实现各个环节的协同发展,相信在不久的将来一定能够带动氢能全产业链发展,推动我国氢能产业更上层楼。

国家发展改革委、国家能源局联合制定的《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》指出,“十四五”时期,我国将初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。氢能是21世纪最具发展潜力的清洁能源,具有技术密集、覆盖面广、带动效益强的特点,对减少二氧化碳等温室气体排放、实现碳达峰碳中和目标具有重要意义,氢能的发展将为我国经济高质量发展注入新动能。

依托能源与工业优势引领我国氢能发展

我国是世界上最大的制氢国,全国至少有300家以上全产业链规模工业企业。我国近几年在氢能制造、储存、产品制造和相关基础设施建造等技术方面有了可喜的突破和成果。

一是加氢基础设施不断增多。截至2020年底,我国燃料电池汽车保有量7352辆。加氢基础设施是氢能利用和发展的中枢环节,是为燃料电池车充装燃料的专门场所。不同来源的氢气经氢气压缩机增压后,储存在高压储罐内,再通过氢气加注机为氢燃料电池车加注氢气。在商业运行模式下,乘用车氢气加注时间一般控制在3~5分钟。截至2020年底,全球加氢站约为544座,我国建成加氢站128座。同时,中石油、中石化、国家能源集团等二十余家大型央企纷纷布局发展氢能产业。在2019年两会期间氢能及燃料电池首次被写入政府工作报告,2021年氢能被正式写入“十四五”规划,中央政府及地方各级政府推广氢能的政策密集出台,补贴力度也进一步加大。

二是在电解水制氢方面,电解水制氢技术主要有碱性水电解槽(AE)、质子交换膜水电解槽(PEM)和固体氧化物水电解槽(SOE)。其中,我国碱性水电解槽技术最为成熟,生产成本较低,国内单台最大产气量为1000立方米/小时;质子交换膜水电解槽流程简单,能效较高,国内单台最大产气量为50立方米/小时。

三是在储氢技术方面,氢的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。高压气态储氢已得到广泛应用,低温液态储氢在航天等领域得到应用,有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段。目前,根据中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)中的数据可以看到,中国氢气产能中化石原料(煤制氢、天然气重整等)制氢占70%,工业副产氢占比近30%,而电解水制氢占比不到1%。

总之,我国氢能产业发展虽然起步较晚,但坚持“战略引领、扬长补短、协同推进”的原则,依托庞大的能源体系和完整的工业体系两大优势,补齐科技短板,把握好发展步伐,促进上下游协同发展,正在为氢能产业生产赢得主动。

中央企业发挥产业优势在氢能源全产业链积极布局

今年初,在北京冬奥会中,氢能发挥了“科技名片”的作用,向全世界展示了中国在氢能领域的发展成果。北京冬奥会的奥运火炬燃料全部采用氢能。此外,北京冬奥会示范运营了1000多辆氢燃料电池车和30多个加氢站。冬奥会和冬残奥会期间,北京延庆赛区和张家口赛区有700余辆氢燃料大巴车投入使用。

与此同时,中央企业也积极发挥各自产业优势,在氢能源全产业链布局上动作频频十分抢眼。在上游产业链,氢能与传统油气、化工产业链联系密切,中石化、中石油在油气储运零售终端建设和运营方面有一定的技术基础和整合优势,是其中的典型代表。

中国石化是国内最大的氢气生产企业,目前氢气年生产能力超350万吨,占全国氢气产量的14%左右,已在广东、浙江、上海、广西、贵州等地建成若干油氢合建示范站。

中国华能集团计划“十四五”期间,将氢能产业打造成为公司绿色发展的重要战略支撑。目前正加大绿氢技术科技研发投入,率先开展离网风电动态制氢研究示范,积极建设大规模水电制氢示范项目,稳步推进氢燃料电池技术研发示范。

此外,华能集团目前正在建设华能绿氢产业园,该产业园以水电、风电、储能绿氢产业相衔接和集成。在华能集团陇东能源基地,通过电解水制氢,4.2度电就能实现一方氢。同时,在西南地区大兴水电光伏基地,华能集团正在以电解水制氢、氢气储存、氧气利用、电解水生成氢气和氧气,再加上工程应用的燃料电池运输配送系统、公共交通系统,构建综合氢能应用场景。在多余的长距离输送氢能场景上,除了压缩氢气之外,还尝试将氢气转化为液氢。

在中游产业链,国家电投、东方电气等央企则侧重于研发氢燃料电池及其核心部件,突破核心技术,建立自主知识品牌。

经过十年的核心技术创新与自主产品开发,东方电气已全面掌握了燃料电池核心零部件研制、电堆工程设计及系统集成与控制等关键技术,成功开发出具有完全自主知识产权的燃料电池系列产品,并已建成中国西部首条年产能1000套的燃料电池自动化生产线。

而在下游产业链,在终端应用燃料电池汽车方面,东风集团、一汽集团和中国中车等央企也进行了深度布局。

综上所述,我国在“碳达峰、碳中和”目标的引领下,氢能产业和中央企业主动谋篇布局,凭借国内广阔的市场空间,实现各个环节的协同发展,相信在不久的将来一定能够带动氢能全产业链发展,推动我国氢能产业更上层楼。

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