氢能应用场景日趋多元

来源： 中国能源网

“未来的能源格局将是以新能源为供应侧主体，电力为消费中心，多能互补协同的格局，氢能的应用领域和场景十分丰富，在碳达峰碳中和目标的背景下，氢能的多场景大规模应用将助力降碳目标早日实现。”在近日召开的氢能制储运技术创新学术论坛上，国家发改委能源研究所环境中心主任熊华文肯定了我国氢能产业发展模式和路径选择的重要意义。

  与会专家一致认为，实现氢能产业的健康发展，需要把握产业发展节奏，保持产业链各环节步调均衡，并探索多个领域应用场景，充分发挥氢能脱碳潜力。

  初步具备产业化条件

  近年来，全国各地氢能支持政策不断出台，国家氢能产业顶层规划也即将出台，燃料电池汽车城市群示范应用正在开展。此外，技术不断突破，成本持续下降，基础设施瓶颈逐步缓解，氢能与燃料电池技术已初步具备产业化水平。

  熊华文称，氢储运关键零部件方面，35兆帕三型瓶已实现国产化，70兆帕三型瓶已具备生产能力，长距离高压输送关键技术与装备具有示范应用条件。在电堆系统零部件方面，尽管空压机、氢气循环泵、增湿器仍主要依赖进口，但催化剂、双极板已初步具备产业化条件。

  国富氢能技术装备股份有限公司研发与战略总监魏蔚指出，预计到2021年底，我国将累计建成加氢站超过200座，投入运营超过150座，成为加氢站保有量全球第一的国家。同时，预计今年底，我国氢燃料电池汽车保有量可超过1万辆，电堆和供氢系统装车量在3500辆左右。

  氢能在能源系统转型中具有重大战略作用。中国船舶集团有限公司第七一八研究所制氢工程部副总工薛贺来认为，氢能作为关键环节纳入能源系统转型是必然之势。尽管还需进一步降低氢能成本，但可以预见的是，未来数年内，氢能将迅速增长并在2050年前作出重要贡献。

  探索多元化应用模式

  值得关注的是，氢气除了用作燃料，还可作为原料应用于多个领域进行深度脱碳。“交通领域是整个氢能产业应用的先导部分，‘十四五’期间，氢能应走多元化的应用之路，在工业、建筑等领域进行探索，构建‘大氢能’图景。”熊华文指出，2019年全国近90%的氢气用于石化和化工行业，约2800万吨。目前，化石能源制氢占统治地位，造成超过4亿吨碳排放，氢气被用作原料使用，难以通过电气化等手段减排。对此，绿氢耦合二氧化碳化工是零碳化工产品的重要解决方案，此外，氢冶金也是钢铁产业实现减排的重要方式。

  根据预测，到2060年，石化、化工、钢铁领域的用氢需求巨大，工业领域氢能需求将达到5400-8200万吨，氢能将成为绿色低碳工业原料，占全部工业氢需求的70%以上。到2030年，绿氢替代灰氢有望迎来高速发展；氢基化工和氢治金，2035年以后有望提速。

  “除了化工和建筑领域，氢气还可用于季节性存储波动性可再生能源电力。未来高比例风能和太阳能并网将促进储能需求显著增长，可再生能源电力季节性储能需求将从2030年开始大幅增长，将可再生能源制氢与储氢相结合，可以为能源系统提供长期的季节灵活性。”薛和来提出，绿色氢气作为长远的氢气供应方式。从长远来看，可再生能源制氢是唯一可持续的氢气供应方式。未来绿色氢气将具备成本竞争力，通过降低可再生能源电力和电解槽成本，提高电解槽效率以及电力系统集成，与化石燃料制氢的成本持平。

  熊华文也认为，未来电力系统将呈现“风光为主、多源协同”的供需格局，对稳定性、周期性储调需求迫切。掺氢发电和燃氢机组，可以提供跨季节、长周期的电力电量调节，弥补电化学储能等新型储能的技术不足。

  算好“数量”“经济”两笔账

  与会专家提醒，当前同质化竞争和产能扩张风险隐现，存在上下游、各环节脱节、不匹配情况。有的地方“有车无氢”，有的地方“有氢无车”，有的地方基础设施缺失导致资源消纳困难，需要避免产业发展失衡。

  薛贺来认为，应进一步完善国家层级的氢能产业布局及专项规划。当前发展氢能的热点区域，多处于政府引导及发展探索阶段，且国内尚末建立专门促进氢能产业发展的管理部门，没有形成完善的管理体系和监管模式。

  熊华文认为，氢能产业发展过程中，应把握发展节奏，推动上游与下游、产业与市场、设施与应用“步调一致、衔接统一”，算好“数量”和“经济”这两笔账。他表示，对于一个地方或企业而言，数量账即氢能的制储运加用等环节的平衡发展，任何一个环节的突飞猛进或存在短板都会影响整个产业平稳健康发展；而经济账，就是在产值、投资、补贴、税收和社会效应方面保持匹配关系，避免“赔本赚吆喝”。

  薛贺来建议打造“氢能生态圈”。从氢的产、储、运、加、用等全产业链出发，依托地方政府、企业、科研院所，平台等多主体，逐步打造“基础设施配套完善，运营模式成熟、创新成果丰富、资金保障充足、示范效果明显、生态效应显著”的氢能产业商业生态圈。

  熊华文还提醒称，统筹氢能产业发展与安全也尤为重要。一方面确保安全，另一方面优化安全监管方面的流程，为企业的降成本提供支撑。他表示，氢作为高能量密度能源，产业链长，系统结构复杂且操作条件多样，使用过程中的风险需要给予足够的重视。在全国各地争先恐后发展氢能产业的背景下，不能一哄而上，盲目追求速度和规模，更不能对安全隐患心存侥幸。

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