目前國(guó)內(nèi)已有多個(gè)省區(qū)市發(fā)布?xì)淠芤?guī)劃和指導(dǎo)意見,氫能產(chǎn)業(yè)園遍地開花。眾多企業(yè)正大舉入局,越來越多人擔(dān)心,氫能發(fā)展似乎“過熱”了。
“與其說‘過熱’,不如說‘無序’。”國(guó)家有色金屬新能源材料與制品工程技術(shù)研究中心主任蔣利軍在接受媒體采訪時(shí)直言,在氫能發(fā)展的熱潮中,有蹭熱度的,有“撈一把就跑”的,可謂魚龍混雜。
與蔣利軍有相同觀點(diǎn)的不在少數(shù)。業(yè)內(nèi)人士紛紛表示,要切實(shí)防止氫能產(chǎn)業(yè)一哄而上、一松而散的現(xiàn)象。
慢就是快
當(dāng)前我國(guó)氫氣產(chǎn)能約每年4100萬(wàn)噸,產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸,是世界第一產(chǎn)氫國(guó)。在2060年碳中和情景下,可再生能源制氫規(guī)模有望達(dá)到1億噸。
氫能產(chǎn)業(yè)是有著廣闊發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)。但需警惕的是,和我國(guó)很多新興產(chǎn)業(yè)都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)“怪圈”一樣,氫能產(chǎn)業(yè)也已開始有了陷入“怪圈”的苗頭。比如發(fā)展初期受到全社會(huì)關(guān)注,大量資本涌入,研發(fā)團(tuán)隊(duì)爭(zhēng)相介入,但經(jīng)過市場(chǎng)的大浪淘沙,不少企業(yè)紛紛倒下。在這個(gè)過程中,社會(huì)資源大量浪費(fèi)。
未來氫能產(chǎn)業(yè)該如何避免這一“怪圈”,以更低的成本發(fā)展成為一個(gè)健康有序的產(chǎn)業(yè)?
中國(guó)科學(xué)院院士徐冠華認(rèn)為,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要充分吸取國(guó)內(nèi)風(fēng)電、光伏以及新能源汽車發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),尤其是針對(duì)一些地方和部門分割、低端重復(fù)開發(fā)、資源和資金的浪費(fèi)等現(xiàn)象,主管部門要首先著力加以解決。
全國(guó)氫能標(biāo)委會(huì)委員、國(guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院氫能技術(shù)開發(fā)部經(jīng)理何廣利建議,企業(yè)大張旗鼓地宣揚(yáng)將在哪兒投資建廠,不如聚焦考慮怎么把技術(shù)做上去,通過技術(shù)創(chuàng)新把成本降下來。
目前中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)并不完善,產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨諸多難題,不能因?yàn)檎叻龀志蛡}(cāng)促上馬,現(xiàn)階段“慢即是快”。
關(guān)鍵技術(shù)亟待突破
有研究顯示,目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)仍存在幾大亟待突破的關(guān)鍵技術(shù):
1、當(dāng)前我國(guó)堿性電解水制氫裝備能效偏低,純水制氫裝備可靠性差、成本偏高。雖然堿性電解水制氫裝備在成本上具有很大競(jìng)爭(zhēng)力,但能效偏低,制1立方氫綜合能耗5~5.5度電,而國(guó)外可以控制在5度電以下。PEM純水制氫裝備與國(guó)外相比也有較大差距,我國(guó)仍沒有自主的MW級(jí)PEM制氫裝備,壽命缺乏長(zhǎng)期考核,成本是堿水制氫的2~5倍;
2、高壓裝備可靠性差,成本偏高,90MPa氫壓縮機(jī)、加氫槍仍依賴進(jìn)口;
3、當(dāng)前我國(guó)液氫液化能耗過高,產(chǎn)能過小,不具有經(jīng)濟(jì)性。液化1千克氫,能耗高達(dá)15~20度電,而國(guó)外可控制在11.5度電左右,因此需盡快發(fā)展單臺(tái)設(shè)備能力10噸以上的氫膨脹液化裝置;
4、我國(guó)運(yùn)氫裝備與國(guó)外存在代際差距。目前國(guó)外通用50MPaⅣ型瓶和液氫運(yùn)氫,單車運(yùn)氫1~3噸,而我國(guó)仍以20、30MPaⅠ型瓶運(yùn)氫,單車運(yùn)氫僅360~600公斤。
那么該如何突破這些技術(shù)瓶頸?蔣利軍的建議是,一方面要以產(chǎn)品為目標(biāo),組織一體化研發(fā)團(tuán)隊(duì),加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用。堿水制氫已有多年歷史,但研發(fā)投入少,技術(shù)進(jìn)步緩慢;PEM制氫研發(fā)時(shí)間短,技術(shù)積累少,未得到長(zhǎng)期考核,均應(yīng)按照氫能高能效低成本的要求,以產(chǎn)品為目標(biāo),組織國(guó)內(nèi)研發(fā)單位形成一體化研發(fā)團(tuán)隊(duì)開展系統(tǒng)攻關(guān),從基礎(chǔ)原材料、關(guān)鍵元部件、裝置、系統(tǒng)及示范應(yīng)用方面全面布局,上下游協(xié)同,產(chǎn)學(xué)研用密切合作,以市場(chǎng)應(yīng)用為最終考核指標(biāo),真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果的市場(chǎng)化應(yīng)用。
另一方面,應(yīng)制定鼓勵(lì)使用國(guó)產(chǎn)首臺(tái)套設(shè)備的配套政策,比如給直接用戶提供財(cái)政補(bǔ)貼,使其愿意使用國(guó)產(chǎn)首臺(tái)套設(shè)備,推進(jìn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備在市場(chǎng)逐漸立足。
制定標(biāo)準(zhǔn)+加強(qiáng)政策引導(dǎo)
為避免氫能產(chǎn)業(yè)陷入“怪圈”,以實(shí)現(xiàn)健康有序發(fā)展,還需要制定完備詳盡的標(biāo)準(zhǔn),并有相關(guān)政策的科學(xué)引導(dǎo)。
目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系完善,但標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涵蓋不夠細(xì)致和具體,關(guān)鍵原因是缺乏足夠的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。以加氫站為例,目前對(duì)安全距離(防火距離)的規(guī)定與國(guó)際主要國(guó)家的規(guī)定差別較大。但是,我國(guó)在這方面的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)十分缺乏,沒有數(shù)據(jù)支撐就無法推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)。
“目前我國(guó)加氫站建設(shè)缺乏詳細(xì)統(tǒng)一的驗(yàn)收流程和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),很多加氫站并不是嚴(yán)格意義上的加氫站。此外,加氫站的國(guó)家主管部門也亟待確定。”何廣利指出,基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)匱乏與市場(chǎng)主體的遠(yuǎn)見性有關(guān)。在氫能產(chǎn)業(yè)沒有被高度關(guān)注前,很多企業(yè)不愿意投入研發(fā)資金;而當(dāng)大家開始關(guān)注后,企業(yè)也不愿意在基礎(chǔ)研究方向投入太多,大多希望做能盡快見到經(jīng)濟(jì)回報(bào)的項(xiàng)目。
令人欣慰的是,近期科技部發(fā)布了《國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“信息光子技術(shù)”等“十四五”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知》,氫能技術(shù)成為8項(xiàng)重點(diǎn)技術(shù)之一。這是氫能技術(shù)首次被單列為一項(xiàng)重點(diǎn)技術(shù),說明政府對(duì)氫能技術(shù)的重視度越來越高。
業(yè)內(nèi)人士還提醒,目前國(guó)內(nèi)氫氣產(chǎn)量基本來自煤和天然氣,也就是“灰氫”。“灰氫”依然存在二氧化碳排放的問題,這與國(guó)家發(fā)展氫能的初衷相悖。
為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展,業(yè)界一致認(rèn)為,需要政策提出“灰氫”變“綠氫”的要求,并運(yùn)用碳匯工具,提高“綠氫”的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力;技術(shù)上可以通過CCUS方法,不排或少排二氧化碳,并將二氧化碳資源化利用。