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陕西省氢能产业发展现状及建议

2022-10-18胡佳楠

合作经济与科技 2022年22期
关键词:氢能制氢燃料电池

□文/胡佳楠 李 雷

(陕西科技大学经济与管理学院 陕西·西安)

[提要]国家“十四五”规划将氢能列为前瞻谋划的六大未来产业之一。在“双碳”政策实施下,我国氢能源产业发展具有广阔前景。立足新发展阶段,地方政府正积极谋划发展氢能产业,助力实现“双碳”目标,带动产业结构升级。本文以陕西省为研究对象,梳理省内氢能产业发展现状,在此基础上,对陕西省氢能产业发展提出政策建议。

2020年9月,习近平在联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,宣布中国将在2030年前达到碳排放峰值,并在2060年前实现碳中和目标。我国的经济结构、能源结构都将在“30·60”目标的指引下向低碳甚至零碳转型,其中氢能将发挥无可替代的作用。从2019年起,包括欧盟、美国、日本及韩国在内的世界主要经济体先后发布了氢能发展规划,将氢能发展提升到国家战略高度。我国亦高度重视氢能产业发展,超过30个省(区、市)在“十四五”规划中提出要支持氢能产业发展。在此背景下,本文以陕西省为研究对象,梳理氢能产业发展现状,并在此基础上提出相应的政策建议。

一、我国其他省份氢能产业发展情况

近三年来,氢能产业在我国受到了前所未有的关注。2022年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)》,规划中提到,到2025年,中国将形成相对完善的氢能产业发展体制和政策环境,初步建立起相对完整的供应链和产业体系。我国氢能政策发展历程如图1所示。(图1)

图1 我国氢能政策发展历程

在氢能爆发式发展的背景下,全国各地都在加快氢能产业的规划布局。目前,我国各省市的大量氢能相关政策都是以新能源汽车政策和环保政策的形式发布的,但浙江、河北、广东、山东等地已经出台或加紧制定氢能产业的专项政策和规划,氢能产业在我国正处于加速发展的阶段,呈现出良好的发展态势。

(一)浙江省。浙江省在2019年制定了一系列政策以促进氢能相关产业的发展。2019年8月底,《浙江省加快培育氢能产业发展的指导意见》正式发布,确立嘉兴、杭州、绍兴、宁波四个城市的核心地位,加强与上海、江苏的联系,共建“环杭州湾”氢走廊。意见还提出以金华、宁波、舟山为重点,以自贸区创新发展为重点,着力打造“义甬舟”氢走廊。目的是把浙江省打造成全国氢能产业发展高地之一,迅速抢占中国氢能产业市场份额。浙江省各级政府大力支持民营企业攻关氢能核心技术,最大限度地发挥民营资本和人才优势。此外,逐步加大对省级科技专项的支持力度,大力推进校企合作,鼓励全省优势企业通过技术创新抢占氢能产业市场份额。

(二)河北省。河北省拥有大量的可再生能源资源和工业副产氢资源,为其氢能开发提供了坚实的基础。张家口市是全国可再生能源示范区,拥有可开发的风电、太阳能、光伏等可再生能源规模5,000万千瓦以上,目前已初步建成千万千瓦级可再生能源生产基地。张家口市固原风电制氢示范项目(河北建投)是一个风电制氢综合利用产业项目,其1,752万标准立方米的年制氢能力可支持部分氢气用于工业生产和氢燃料电池汽车的开发。此外,张家口市积极探索氢能审批制度改革,推动174辆氢燃料电池公交车的应用,起到良好的示范作用。

(三)广东省。广东省在政策规划和技术创新上不断推进氢燃料电池汽车产业持续发展,在燃料电池关键技术开发、零部件生产、加氢站建设、运营补贴和监管等方面出台了一系列政策措施。通过重点领域研发计划,广东省已在氢能和燃料电池汽车科研领域投入数亿元资金,带动地市和社会资本投入数十亿元。作为氢燃料电池汽车行业的先驱之一,该省引进并培育了一批与产业链相关的企业,具有良好的发展基础。目前已初步形成覆盖电堆核心材料、燃料电池系统、汽车集成和氢基础设施的全链产业体系原型。

(四)山东省。山东省拥有丰富的氢源,尤其是氯碱、焦化等行业副产氢资源。据相关部门初步推算,全省年产氢气大约260万吨,排名全国第一,而这些氢气中绝大部分为工业副产氢,具有品质较好、价格低的特点,存在规模成本潜力。同时,山东省光伏发电装机规模全国第一、风电装机规模全国第四、在运在建核电装机570万千瓦,具备新能源制氢的良好条件。

(五)北京市。北京市氢能产业发展研究在我国起步最早,是氢能产业的先行城市。经过近20年不断探索和研发,北京绝大多数企业已基本掌握氢能产业体系中各技术路线主要环节的关键技术。目前,以北京为核心的京津冀氢能产业链已基本贯通,在技术创新、产业基础、支撑要素和市场应用等方面,北京均处于领先地位。在氢能终端应用领域,北京的整体技术水平和产业化能力具有明显的优势。质子交换膜燃料电池的膜电极、双极板、空气压缩机等关键材料和部件基本实现自主化,并在质子交换膜、催化剂、复写纸等依赖进口的领域取得突破。电堆和电力系统在国内处于领先地位,固体氧化物燃料电池、甲醇重整氢燃料电池和熔融碳酸盐燃料电池的布局已提前启动。

(六)山西省。山西氢能资源优势突出,是中国的“煤炭”大省,而今正在策划由“煤都”向“氢都”转变。《山西省新能源汽车产业2019年行动计划》提出,山西省将依靠太原、大同、长治现有的氢燃料电池汽车相关产业开展试点示范,同时在示范运行城市建设加氢站3座、示范公交路线10条,形成700台氢燃料电池汽车的运营规模。与此同时,山西大同已签约三个燃料电池相关项目,即燃料电池生产及有轨电车示范线项目、北达新能源甲醇(天然气)发动机及醇电混合动力增程器生产制造项目、大同燃料电池研究院项目。这些项目将进一步推进山西氢能产业发展。

从以上六个省市的氢能发展情况可以看出,每个省市都在推进加氢基础设施尤其是加氢站的建设,并且绝大多数省市在布局氢能产业时倡导多个城市规模化、协同化布局。并且,各地根据区域资源禀赋,在氢能产业战略布局方面有针对性地制定发展战略、推动技术创新。

二、陕西省氢能产业发展现状

推动氢能产业发展对陕西省经济及能源结构实现低碳转型具有重要意义。本文将从技术研发、支持政策以及试点项目三个方面介绍陕西省氢能产业的发展现状,为陕西省氢能产业发展规划提供政策建议。

(一)技术研发。陕西高校、研究院和企业科技实力雄厚,在技术研发方面具有突出优势。其中,制氢、储运、反应堆制造、电力集成、电力驱动系统等领域的研发和产业化能力突出。西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室是中国最早开展光催化分解水制氢研究的单位之一。该实验室提出太阳能光催化制氢的多相流能质传输集储与转化的理论和方法,开发了多种高效、低成本制氢光催化剂与光催化反应系统,建成了国际首套直接太阳能光催化制氢规模化示范系统。

西北工业大学等高校及科研机构也在光催化制氢、燃料电池关键材料及系统方面取得了理论与技术突破。西安凯利新材料有限公司开发出了氢燃料电池铂催化剂。陕煤集团、延长石油、隆基氢能等企业开始在装备制造领域进行业务布局。陕汽集团等汽车企业开发了燃料电池客车、重型卡车和市政专用车。

(二)支持政策。2021年1月,国家发改委发布《西部地区鼓励类产业目录》,鼓励陕西省发展风电、光伏、氢能、地热等新能源产业运营服务。同年,陕西省政府发布了《关于进一步提升产业链发展水平的实施意见》,提出全省23条重点产业链,并指定省级领导和省级部门领导担任链长。其中,氢能产业链被列入陕西省省级领导担任“链长”的12条重点产业链名单,这为氢能产业的发展提供了政策保障。

(三)试点项目。国家能源集团与陕西咸阳秦都区签署屋顶光伏与光储氢综合应用集成项目,预计建设30座加氢站。目前,500辆氢能和氢燃料电池物流车已投放市场,并进入试运行阶段。“西部氢都实验基地”项目是我国首个储氢实验室,也是西北地区首个液态有机储氢实验室。该项目为陕西氢能产业科技创新和成果转化提供了重要支撑,标志着陕西氢能产业发展进入了一个新阶段。

陕西省榆林市将建设“西部氢谷”,抢占氢能发展前沿,充分开发利用氢能,加强重点项目的支撑作用,探索促进高质量发展、确保国家能源安全、推进能源体系转型的途径。中国首个基于氢能的零碳园区“环保-经济”双示范项目——榆林科创新城绿色零碳智慧能源站项目已经启动。

三、陕西省氢能产业发展建议

尽管陕西省在氢能产业发展上取得了一些成绩,但与前文所述的发展较快的省市还存在一定的差距。陕西省应结合自身资源禀赋,探索和发展出一条适合自身氢能产业发展的道路。为促进陕西省氢能产业高质量发展,切实服务于陕西省经济与能源结构低碳转型,本文提出以下六点建议。

(一)开展产业化和应用示范试点。组织开展省级示范应用工作。借鉴其他氢能先行省份的实践,选择若干具有一定产业基础的地区(如西安市、榆林市、渭南市、西咸新区)作为示范区(点),支持这些地区开展氢燃料电池的关键技术研究和产业化示范应用,建立标准化的评价体系,并根据实施情况进行奖励。通过示范,以点带面促进产业发展,进一步加强区域联动,将产业布局和应用场景有机结合。

建设加氢站示范试点。由省能源集团牵头,探索加氢站安全标准体系建设,到2022年依托综合供能服务站建成加氢示范站15座。利用现有加油站点升级改造补给加氢站布局,并开展液氢制备、储运、加注、供应完整产业链示范,建立一体化液氢综合体系。

(二)积极鼓励地方招引项目强链补链。支持省内各市积极吸引国内外氢能优势企业,布局一批燃料电池汽车关键零部件、制氢和储氢装备等项目,并依托龙头企业,促进产业链上下游企业对接,加快建设比较完整的产业生态系统。结合陕西省氢能产业发展现状,明确省内产业基础利弊,提出政策和措施,创造有利条件。结合自身要素禀赋,着眼氢能产业发展需求,加强招商引资和本地培育,补充和强化整个氢能产业链的缺失环节,完善产业链布局。

(三)大力支持企业开展关键核心技术攻关。充分发挥民营资本和人才优势,加大省级科技专项支持力度,大力推进校企合作,支持省内优势企业通过技术创新抢占市场份额,培育一批有竞争力的龙头企业。引导省内氢燃料电池企业立足自身优势,加大整机产品、核心部件及制造设备的创新力度,建设一批行业龙头企业。积极建立省级氢能研究机构,设立氢能技术研发基金,制定氢能相关地方标准,加强多层次科研机构和人才科研队伍建设,促进氢能省际及国际交流与合作。全省建立起一个多层次、高度专业化的氢能人才培养体系,形成一支高素质、专业化、稳定的氢能产业人才队伍。

(四)制定更加精准有效的产业政策。结合地方资源禀赋、产业基础和自身竞争力优势,鼓励和引导陕西省各级政府和企业科学合理布局区域产业政策。进一步完善“省新能源汽车推广应用奖励补贴政策”,结合国家实践重点开展示范应用,加大对氢燃料电池汽车采购、加氢站建设、氢能产业和创新平台项目的支持力度,不断提高政策的准确性和有效性。明确各级政府和企业在氢能开发过程中的定位和责任,制定科学、长期的产业发展支持和激励政策,对氢能产业链给予财政、税收激励或补贴。降低终端用户使用成本,加快氢能产业发展和应用推广,为氢能产业发展集群建设提供有力支撑。

(五)加快建立安全管理体制机制。首先,明确加氢站建设审批主管部门,制定相关标准规范。规范加氢站申请和审批程序,推进氢能基础设施建设,规范加氢站对外开放标准。同时,统筹规划综合功能服务站和加氢站的建设,合理预留空间,确保未来需要。其次,尽快明确氢能安全储运管理措施,为氢能发展扫清障碍。加强安全法规和标准的执行,细化每个风险点的操作流程。率先通过地方试点先行,在地方层面建立氢能产业建设的审批流程和规范体系,在试点过程中不断优化和完善,探索地方管理体制和机制。

(六)政府带动采购,引导氢能消费。各地政府应率先购入氢能产业相关产品,如可将氢燃料电池汽车作为省级和各级政府机关、社区事业单位、国有企事业单位的车辆,扩大氢燃料电池汽车的比重。尤其是公共领域车辆,在购置新车或置换时应优先考虑燃料电池车。

同时,鼓励在产业园、机关、学校、医院以及居民小区进行燃料电池热电联产试点示范。通过推动氢能在交通运输、工业制造、家庭能源消费等终端领域的应用,开辟氢能多样化的应用场景,打通整个产业链,促进技术创新和大规模应用,提高氢燃料制-储-运-加全链条经济性,加快商业化推广进程。

总体来看,氢能产业的发展对于碳中和政策的推动有着无可替代的作用,目前各省已经开始积极布局氢能产业,发展氢能技术。在此背景下,陕西省应结合自身要素禀赋,积极探索氢能产业在各个领域的应用发展,以此促进陕西省经济及能源结构低碳转型,助力“碳中和”目标的实现。

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