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氢能源未来发展规划

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氢能源未来发展规划

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3月23日,国家发展改革委、国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》(下简称“规划”),明确了氢能在国家能源体系和绿色低碳转型中的战略地位。本文将从氢能源的重要性,

 

1.  氢能源为什么这么重要?

 

作为在元素周期表中排位第一的氢,是最轻的气体,也是宇宙中最多的物质。在宇宙的普通物质中,大约75%为氢。氢的发热值极高,是一种仅次于核能的能量来源,热值是同等重量石油的近3倍,在交通、冶金、化工等广泛领域拥有替代化石能源的潜力。最关键的是,氢燃烧之后的惟一产物是水,没有任何污染。因此,氢能被誉为"人类的终极能源"。

 

受全球气候变暖、不可再生的化石能源不断消耗等因素影响,全球能源消费结构正加快向低碳化转型。全球主要国家于2016年签订了《巴黎气候协定》,形成了气候共识,并纷纷制定了二氧化碳减排计划。我国于2020年宣布了“双碳 目标”,即2030年碳达峰,2060年碳中和。在此次能源变革中,氢能源因为其清洁无污染、单位质量能量密度高、可存储、可再生、来源广泛等优势,多国都在大力发展氢能。

 

2.  氢能有哪些分类?

 

1970 年通用汽车首次提出“氢经济”的概念。近年来,随着燃料电池的迅速发展, 氢能作为最适宜的燃料也随之进入一个高速发展阶段。氢能来自于水,使用后的产 物仍为水,由此形成一个可循环闭环系统,具有可持续性。

 

虽说氢是宇宙中含量最多的物质,然而,氢却很少单独存在,一般情况下只与其它化学元素结合而存在,如与氧气结合的水,与碳结合的有机化合物,如天然气。所以,要获得氢气就需要通过物理或化学的方法。根据生产来源和碳排放量的不同,氢气可以分为灰氢、蓝氢、绿氢三种类型。

 

 

灰氢是指通过化石能源、工业副产等生产的氢气,伴有大量的二氧化碳排放。灰氢是当前的主流氢气,约占全球氢气产量的95%。灰氢中约70%来自于化石燃料燃烧,约30%是工业加工的副产品。灰氢主要应用于内部需求,即直接用于氢气生产站点。

 

蓝氢是在灰氢的基础上,将二氧化碳副产品捕获、利用和封存而制取的氢气,是灰氢过渡到绿氢的重要阶段。虽然蓝氢能够减少约90%的碳排放,但是二氧化碳的封存需要相对罕见的地质条件,这就限制了蓝氢的发展。

 

绿氢是利用可再生能源(如太阳能或风能等)发电后,通过电解工序制取的氢气。绿氢的制取技术路线主要为电解水,其碳排放可以达到净零。

 

这其中,绿氢是唯一具有全链路零碳排放的核心优势的氢气。可再生能源制氢未来将是提高可再生能源应用比例,构建清洁低碳、安全高效能源体系的最有效途径之一,有望成为最主要的制氢方式,市场前景广阔。

 

目前,中国能源行业积极投资可再生能源制氢,例如四川水电制氢、新疆光伏制氢、内蒙风电制氢等,为规模化生产清洁低碳氢能奠定了良好产业基础。绿氢产量的增加,将帮助作为氢能的头部消费国与生产国的中国在氢能市场乃至双碳领域中扮演更为重要的角色。

 

3.  《规划》将如何影响氢能源未来发展?

 

具体来看来看,《规划》对于氢能源未来发展的影响主要体现在四方面:

 

一是突出量化目标。到2025年,燃料电池车辆保有量将达到5万辆,考虑到2021年底我国燃料电池汽车约9,000辆保有量、1,586辆销量的规模,未来四年年均销量将超一万辆,市场规模将成倍增长。

 

同时,到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,假设届时每千克绿氢制取价格达到20元,则对应产值规模达20-40亿元。

 

二是突出氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,要充分发挥氢能作为可再生能源规模化高效利用的重要载体作用及其大规模、长周期储能优势,促进异质能源跨地域和跨季节优化配置,推动氢能、电能和热能系统融合,促进形成多元互补融合的现代能源供应体系。

以绿色低碳为方针,加强氢能的绿色供应,营造形式多样的氢能消费生态,提升我国能源安全水平。发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用,深挖跨界应用潜力,因地制宜引导多元应用,推动交通、工业等用能终端的能源消费转型和高耗能、高排放行业绿色发展,减少温室气体排放。

三是不断完善氢能体系建设,以需求为导向,带动产品创新、应用创新和商业模式创新。集中突破氢能产业技术瓶颈,建立健全产业技术装备体系,增强产业链供应链稳定性和竞争力。充分利用全球创新资源,积极参与全球氢能技术和产业创新合作。

安全方面,建立健全氢能安全监管制度和标准规范,强化对氢能制、储、输、加、用等全产业链重大安全风险的预防和管控,提升全过程安全管理水平,确保氢能利用安全可控。

四是突出有序竞争。《规划》尖锐地指出了一些地方存在盲目跟风、同质化竞争、低水平建设的问题。中央经济工作会议指出,要为资本设置“红绿灯”、防止资本野蛮生长,可以预见盲目追逐热点的投资扩产行为将破坏市场秩序,面临极大的政策风险。

 

总体而言,《规划》的出台,将引领国内氢能产业换挡提速,走上高质量发展的道路。我们相信,氢能作为国际公认的实现碳中和必不可少的手段,中远期具有不亚于光伏、风电、锂电等行业的确定性,而我们同样看到,短期尚有诸多技术和应用问题亟待解决。

 

目前众多能源企业、化工企业、整车厂以及创业企业相继进入这一市场。我们期待在从业者的齐心协力下,氢能技术创新和商业落地能取得长足进步,助力我国端牢“能源饭碗”,如期实现碳达峰碳中和目标。

 

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