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与“氢”携手 共创能源未来

日期:2020-08-25    来源:中国改革报  作者:焦红霞 吴昊、陈大英、张小宝、陈学谦

能源资讯中心

2020
08/25
15:55
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关键词: 储能技术 可再生能源 燃料电池

中国科学院院士李灿:

太阳燃料甲醇可解氢能“制储运加”难题

中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员李灿在研讨会上发表了题为“可再生能源电解水制氢及液体太阳燃料合成进展与展望”的演讲。他指出,氢能发展初衷就是要解决低碳、生态等问题,可再生能源制氢是未来发展的方向,而太阳燃料甲醇技术是储能技术,应用中具有多重优势。

李灿表示,气候变化可导致严重的后果,近年来频发的洪灾、森林大火等极端天气都与之相关,有研究表明,甚至气候变化会引发冰川和冻土中的病毒复活。而造成气候变化的重要原因是人类工业革命开始大规模过度开发利用化石资源,造成二氧化碳等温室气体和污染物排放,破坏了生态平衡。

李灿认为,氢能的发展不能背离初衷,站在低碳、生态角度,长远看,用光伏、风电、水电、核电制绿氢是未来发展方向。在氢储运方面,要达到美国DOE制定的7%储氢质量密度工业化标准非常困难,目前仍是基础研究重点。而太阳燃料是解决这一难题的新思路。氢能的应用领域并不局限于燃料电池应用,绿氢在煤化工、石油化工绿色发展中应用广泛,而绿氢合成甲醇也可替代汽油在交通领域的应用。

李灿介绍,地球能源来自太阳能,广义的太阳能包含了常见的风电、水电、生物质等多种可再生能源。在可再生能源制氢中,直接从太阳能制取氢气包含多个技术路径,其中光解水和光电催化分解水工艺简单,理论上可以低成本获取,是很有吸引力的方向。光电催化分解水效率已经逐步接近工业化应用,但光催化还处在基础研究阶段。

李灿表示,从规模、设备投资、稳定性来看,电催化分解水已成熟,来源可以是光伏发电、水电、风电、甚至核电,“电催化分解水制绿氢是绿色能源转成绿氢的最为有效的途径”。在电解水制氢三种主流技术中,液体碱性水电解和固体聚合物SPE水电解技术较为成熟,传统的碱液电解水的效率较低、能耗较高,但稳定性好,价格相对低廉,寿命长达10年~20年;而SPE水电解规模化和稳定性还在进一步提升中。李灿认为,判定电解水制氢能否大规模应用在绿氢生产中需要解决三个问题:大规模、低能耗和高稳定性。

李灿介绍,其团队一直致力碱性电解水催化剂的研究,可以较好地解决上述三大问题。碱液电解槽规模可以做得很大,目前规模可做到1000Nm3H2/h,而通过催化剂可将能耗降至4.0KWh/Nm3~4.2KWh/Nm3,远超业界平均水平,稳定性在实验室可达到8000小时~1万小时,工业化验证效果也非常不错。

就可再生能源制氢成本来看,电价和电解水效率影响成本最大,这两点在目前都已发生很大变化。如果采用0.25元/KWh电价,制氢成本可与天然气制氢相当。而针对弃风、弃光、弃水的电已低于这个电价。电价若在0.15元/KWh,制氢成本可与煤制氢相当。据李灿介绍,我国西南地区汛期大规模弃水电价甚至可以低于这个价格。另外,可再生能源制氢实现零碳排放过程,社会效益和生态效益巨大。

对于氢的储存运输难题,李灿团队采用二氧化碳加氢制甲醇进行储存,提出了太阳燃料、液态阳光的思路。兰州新区液态太阳燃料项目2018年启动,今年1月试车成功。李灿表示,该项目采用10MW光伏电解水制氢,采用电解水制氢装置,单套规模达1000Nm3H2/h,利用新研发的电解水电极催化剂,能量效率达80%以上,绿氢与从化工企业收集来的二氧化碳进而合成甲醇。

太阳燃料甲醇使用广泛,既是优良燃料,又可用作汽油替代燃料,也可用在锅炉供热。其质量储氢密度可高达18.75%,且储存和运输安全。

与传统加氢站不同,李灿提出,使用太阳燃料甲醇为氢源的加氢站新方案,新方案具有多重优点,可缓解高压运输、储存和加氢中的安全问题,可实现二氧化碳回收和全流程清洁目标,还便于实现油、醇、氢共站的新局面。据李灿透露,太阳燃料甲醇加氢站已筹备在张家港进行示范工程,预计今年9月建成。

中国工程院院士彭苏萍:

氢能产业链急需自主技术突破

中国工程院院士彭苏萍在研讨会上指出,为构建清洁低碳、安全高效的能源体系,发展氢能是能源革命的一个重要方向。

彭苏萍表示,世界主要发达国家都在大力发展氢能产业,截止到2019年底,全球共有超过400座加氢站投入运营。国际氢能理事会预计到2050年,氢能在能源终端消费中的占比将达到18%,广泛应用于交通、工业、建筑供热等领域。

“我们国家最近几年的氢能产业政策逐渐清晰,各级地方政府发展氢能的积极性也比较高。”彭苏萍介绍,目前全国除西藏自治区外,各省、自治区和直辖市都已经有氢能相关的政策或产业布局,部分区域的基础设施网络已具备雏形。截止到2019年底,我国已建成超过60座加氢站,氢燃料电池汽车保有量超过6000辆。预计到2030年,我国加氢站总量将超过1000座,燃料电池汽车保有量超过100万辆。

彭苏萍指出,氢能产业链条长、技术密集,涉及制氢、储氢、运氢、加氢,以及氢的各种应用场景。尽管我国氢能产业链上关键技术取得积极进展,装备国产化进程明显加快,但我国氢能产业多个环节仍有“卡脖子”技术,急需自主技术突破。

在彭苏萍看来,我国是世界上氢气第一大生产和消费国,制氢技术比较成熟,但氢储运技术和加氢环节部分关键技术存在短板。他强调,燃料电池涉及氢的终端应用,是氢能产业的核心技术环节,也是亟须技术突破的环节之一。

彭苏萍介绍,燃料电池依据电解质种类的不同,可分为质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、磷酸燃料电池等。从目前全球的发展情况来看,质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池是出货量较大的两类燃料电池。

“我国应用的燃料电池主要是质子交换膜燃料电池,近5年来成立的质子交换膜燃料电池相关企业很多。”彭苏萍表示,2018年以前,市场上燃料电池电堆产品以国外技术产品为主,2019年国产膜电极、双极板、燃料电池电堆生产企业逐步增多,国内自主技术产品开始占据主要市场份额。但其中的核心材料――催化剂、质子交换膜、碳纸的开发和生产企业较少,技术较国际先进水平也有差距,需要鼓励国内自主技术的快速迭代和提升。

彭苏萍指出,我国固体氧化物燃料电池发展进展较慢,国家对固体氧化物燃料电池的投入不足,国内从事固体氧化燃料电池研发和生产的企业数量少,缺少产业链协同,产业化进展缓慢,政府对固体氧化燃料电池缺乏统一规划。他表示,未来我国固体氧化物燃料电池的重点突破方向是提高系统功率,先开发百千瓦级系统进行示范,逐步向兆瓦级、百兆瓦级发展。

根据应用场景的不同特点,彭苏萍认为,质子交换膜燃料电池在汽车领域的技术成熟最高,市场潜力最大,适合在近期重点推广;固定式发电未来将是固体氧化物燃料电池的主要应用场景,需要将电池的功率做大。此外,他还表示,目前氢能在工业生产、热电联产、供热等方面应用还缺乏经济性。

国家电力投资集团刘明胜:

促进氢能与可再生能源协调发展

国家电力投资集团(以下简称“国家电投”)党组成员、副总经理刘明胜在研讨会上分享了国家电投氢能产业布局和进展,他着重指出,电能和氢能将共同作为风电和光伏等绿色能源的终端形态,电氢能源体系将成为构建现代能源体系的途径之一。

刘明胜认为,全球能源体系目前正在快速转型。绿色可再生能源的经济性优势正在逐步体现,部分地区的可再生能源发电项目已经实现平价上网。按照《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》的展望目标,到2050年,我国非化石能源消费占比将超过50%。风电和光伏的大规模发展需要大容量储能技术和氢能技术来解决其固有的不稳定问题。

刘明胜表示,在氢能产业发展初期,成立全国性的行业协会,可以搭建行业交流平台,推动新技术的示范和新产品的规模化应用,促进技术进步和成本下降。

国家电投是我国五大发电集团之一,三大核电运营商之一,拥有核电、火电、水电、风电、光伏发电等全部发电类型,是国务院国资委确定的智慧能源建设示范企业。据刘明胜介绍,国家电投定位为先进能源技术开发商、清洁低碳能源供应商、能源生态系统集成商,并致力建设具有全球竞争力的世界一流清洁能源企业。近年来,国家电投积极布局太阳能、氢能、储能等核心技术研发,截至2019年底,电力装机容量已达1.51亿千瓦,其中清洁能源装机占比超过50%,光伏发电装机位居全球首位。

国家电投将氢能产业推进和发展纳入集团“2035一流战略”中,进行总体安排部署。据刘明胜介绍,国家电投在央企率先成立了从事氢能技术的专业二级公司,成立了氢能工作领导小组,由董事长钱智民亲自担任组长。国家电投定位于氢能产业技术和设备开发商、绿色氢能供应商和氢能生态系统集成商,经过几年的努力探索,国家电投在氢能源供给和氢能装备开发两方面都取得了一定的进展,“氢能开发与利用已经成为国家电投的主营业务之一。”

刘明胜介绍,氢能源供给方面,国家电投已在国内多个区域进行了战略布局。在辽宁,建设了国内首个天然气管道掺氢示范项目;在北京,以冬奥会为契机,推进可再生能源制氢和氢能交通示范应用,建成首座加氢站;在湖南,国家电投下属湖南核电与巴陵石化签约合作建设液氢加氢站和液氢高速公路;在宁夏,正在建设光伏电解制氢项目。

在氢能技术和装备上,国家电投重点开展氢燃料电池和固体聚合物电解制氢技术开发,打造自主可控的技术体系。氢燃料电池着力打通了从原材料、零部件到电堆的产业链,投产了燃料电池电堆及核心零部件的中试生产线。搭载国家电投燃料电池系统的示范客车已下线,氢动力无人机灵雀也已试飞成功。固体聚合物电解制氢技术也在核心技术上取得了阶段性成果,突破了大面积高性能膜电极的制备工艺,首个小型电解槽已试制完成。

在谈到未来氢能领域的发展重点时,刘明胜表示,国家电投将持续扩大技术开发投入与投资规模,推动我国氢能装备核心技术自主化进程,并促进氢能与可再生能源协调发展。

华北电力大学校长杨勇平:

积极培养我国氢能产业高端人才

华北电力大学校长杨勇平在研讨会上指出,氢是21世纪最具发展潜力的清洁能源,是实现能源结构低碳转型的关键途径,我国目前已形成完整的氢能产业链,氢能大规模的商业化应用已经开启。

杨勇平强调,氢能是可存储的能量载体,“在优化能源结构,实现规模化多异质能跨地域、跨时间的优化配置方面将发挥重要的作用。同时,氢能产业链的发展还有助于促进可再生能源向非电领域的拓展,形成低碳经济社会发展的重要推动力。”

全球许多国家都高度重视氢能产业发展,杨勇平以美国、日本和欧盟为例分别作了分析。美国起步早,关键技术研究和发展计划完善,近10年对氢能和燃料电池支持规模超16亿美元,保持其在世界范围内的领先地位。日本是全球第一个提出实现氢能社会理念的国家,氢能应用走在前列,过去30年内,累计投入数千亿日元用于研发推广,氢能和燃料电池技术专利数位居世界第一。欧盟将发展氢能视为能源安全和能源转型的重要保障,燃料电池和氢联合行动计划项目也为相关领域研发和推广提供大量资金支持。

杨勇平表示,我国燃料电池动力系统研发可追溯至2001年国家高技术发展研究计划中的电动汽车重大科技专项。近年来,国家层面相继发布相关政策鼓励并引导氢能和燃料电池技术研发。“十三五”以来,我国在氢能与燃料电池的标准体系建设方面取得长足发展,已形成涵盖氢能制取、储运、加氢、基础设施建设,燃料电池研发及整车制造等完整的氢能产业链。

华北电力大学以能源电力为特色建设“双一流”高校,面对新的发展需求,已成立新一代能源电力关键技术集成攻关大平台,在制氢、氢的储运及氢燃料电池的应用等方向作出全面布局。

杨勇平介绍,华北电力大学立足氢能源高效开发及应用等前瞻性领域,发挥技术前沿、学科交叉、产学研融合等优势,开展深层次基础理论及应用技术研究。

在培养人才方面,华北电力大学2003年起先后成立了新能源学院和科技工程学院,在全国高校中率先开办风能专业、太阳能专业,并设立了储能交叉学科,目前正在论证和布局氢能学科专业的发展。杨勇平表示,华北电力大学将积极规划并申报氢能相关学科专业,“培养我们氢能产业方面的高端人才,支撑我们国家氢能产业的健康发展。”

展望“十四五”的发展,杨勇平强调,华北电力大学将进一步注重学科的交叉融合,研究、开发涵盖氢能和燃料电池产业各环节的关键技术,与国家电投等单位紧密合作,建设氢能产业链示范体系。在氢能软科学研究方面,将重点开发具有市场潜力及高附加值的产业化技术,包括:开发电解水制氢装置及技术,开发固态储氢技术和气、液、固混合储氢技术。

浙江省宁波市能源局副局长王力平:

“十四五”应建立全产业链清单

浙江省宁波市能源局副局长王力平在研讨会上表示,作为一个新兴产业,氢能产业链长、技术要求高,目前还处于产业发展的“导入期”。

王力平认为,在燃料电池和氢气的制、储、运、加等各个环节,我国与发达国家在关键设备、材料、工艺和标准、规范、法规方面,还存在一定差距。他表示,“当前我国氢能产业还处于以研发和示范为主,产品的成本和价格较高;技术上还有较多不确定性,市场需求较小;产业链依赖于政策的扶持,没有摆脱补贴依赖;行业成长潜力巨大,但风险较高。”

对于我国氢能“十四五”时期的发展,王力平建议,首先,要明确氢气的能源属性,明确氢能在我国能源体系中的定位;其次,应建立氢能产业领导及协调机制,确定氢能产业相关部门分工;再次,还要建立氢能全产业链清单,适时发布自主核心技术及产业化突破成果。

王力平介绍,宁波市装备制造业发达,是“中国制造2025”首个示范试点城市,也是我国重要的先进制造业基地,拥有一批自主知识产权和生产工艺,将为氢能产业的自主研发和装备制造提供坚实的产业基础。宁波市在“十四五”期间将重点打造两个与氢密切相关的万亿级产业集群,即石化产业和汽车产业,其中宁波市石化产业是国家七大石化基地之一,目前已形成化工企业制氢产能55万吨;汽车产能超过200万辆,拥有4500家汽车零部件企业。

此外,王力平还指出,宁波舟山港年货物吞吐量连续11年位居全球港口第一,集装箱吞吐量排名位居全球前三,港区集疏运车辆超过2万辆。所以,宁波市氢能领域应用场景非常广阔。

谈及宁波氢能产业发展的路径选择和目标,王力平表示,“我们科学确定宁波氢能产业发展的路径选择,以氢能产业装备制造和研发创新为目标,积极培育招引研发实力突出、同行技术领先、竞争优势明显的龙头骨干企业;加强与行业领先企业和产业链关键企业合作,引导本土企业向氢能领域拓展,积极稳妥推进氢能汽车的应用示范,打造国内领先的氢能产业自主研发和装备制造基地。”

王力平说,宁波市已系统构建氢能产业发展的政策规划体系,包括《宁波市加快氢能产业发展的若干意见》《宁波市氢能产业发展中长期规划》《宁波市促进氢能产业发展实施办法》《宁波市氢能产业装备制造基地规划》。同时,宁波市还全力打造氢能产业研发创新和装备制造基地,今年年底前,将投放20辆国电投和中车联合生产的燃料电池公交车;建成投运8000方/小时的氢气充装项目;建成投运500公斤/天的加氢站项目。

中国产业发展促进会副会长于士和:

抓住氢能产业发展的机遇

中国产业发展促进会副会长、秘书长于士和在研讨会上指出,氢能产业分会筹备历时一年,已吸纳50余家国内外氢能行业具有影响力的会员单位加入。各界同仁应抓住氢能产业发展的机遇,迎接能源产业变革的挑战。

于士和表示,中国产业发展促进会成立于2006年1月,是经国务院领导同意,国家民政部批准登记注册,国家发改委主管的全国性经济联合组织。宗旨就是立足国内、面向国际,为政府决策服务,为企业发展铺路,给会员单位办实事,“是大家沟通的平台和纽带”。目前各类会员企业单位已达600余家,其中常务理事单位和理事单位近280家。近年来,中国产业发展促进会聚焦细分的新兴战略产业,相继成立了生物质能产业分会和产业创新与集群开发分会,目前又成立了氢能产业分会,将在服务政府、推动会员企业健康发展方面发挥积极作用。

我国能源产业的特点是“富煤、贫油、少气”,煤炭长期占据我国能源消费量的首位。近年来,石油和天然气用量快速增长,我国油气进口依存度逐渐提高,化石能源排放大量的二氧化碳;另一方面,我国拥有丰富的可再生能源。但是由于可再生能源较强的间歇性,电网消纳可再生能源电力的能力受到制约,我国可再生能源的开发规模也受到了限制。“发展氢能产业能够促进我国可再生能源发展,提高我国的能源安全,发展氢能产业是践行习近平总书记提出的能源生产和消费革命战略思想的重要实践。”氢能作为新的能源品种可丰富能源供应体系;氢能产业超长的产业链能够带动新型材料、高端装备制造、汽车、交通、发电等领域的产业升级。

于士和表示,当前各级政府对氢能的重视程度越来越高,氢能产业发展逐渐加速。2019年,我国《政府工作报告》首次提到“氢能”,明确推动加氢站设施建设。2020年,我国国民经济和社会发展计划首次提到氢能,明确指出要制定氢能产业发展规划。相关部委还将对示范城市采取“以奖代补”的方式鼓励氢能和燃料电池汽车产业链发展。已有约40个地区出台了氢能相关规划,氢能产业的发展正在进入快车道。

虽然未来将达到万亿级规模,但于士和强调,我国氢能产业目前仍处于行业发展的初期阶段,需要各界共同维护和推动氢能产业健康有序高质量地发展,促进建设清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系,拥抱不断推进的能源产业革命。他表示,“氢能产业的健康发展需要科技攻关和核心技术突破,需要定制国家的发展规划和发展战略与标准化,需要高端设备制造和探讨市场化的路径及盈利的模式等大量前无古人的创新工作,需要政府、协会、产学研的紧密合作。”

于士和倡议,“我们应增强使命担当,抓住氢能产业发展的机遇,迎接能源产业变革的挑战,共同促进行业健康有序规模化发展。”

中国产业发展促进会氢能产业分会会长魏锁:

携手推动氢能产业健康有序发展

中国产业发展促进会氢能产业分会会长魏锁在研讨会上表示,当今世界,能源格局正在发生深刻变化,氢能作为解决能源环境危机和结构调整的重要战略方向,一直受到世界各国的普遍关注。美国、日本、德国、韩国等世界主要发达国家纷纷将发展氢能上升为国家战略;欧盟委员会在今年7月正式公示了《欧盟氢能战略》;俄罗斯也发布了氢能战略发展路线图。

氢能也是我国构建“清洁、低碳、安全、高效”能源体系的重要一环,目前正在迎来重大政策利好。今年4月,国家能源局发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》已经将氢能纳入能源的范围;5月,国家发展改革委发布的《关于2019年国民经济和社会发展计划执行情况与2020年国民经济和社会发展计划草案的报告》中明确要制定氢能产业发展战略规划,为我国氢能产业发展指明方向。

同时,在今年4月底、5月初,财政部就《关于开展燃料电池汽车示范推广的通知》征求意见。燃料电池汽车的示范推广将在示范城市围绕核心技术产业化攻关开展,为氢能产业发展提出了具体要求,也为我国氢能与燃料电池自主核心技术提供了宝贵的发展窗口期。

氢能清洁环保,可以广泛应用于交通动力、分布式发电供暖、化工、冶炼等领域。氢能产业的发展,将会加速推进能源革命的发展进程,向着电氢体系迈进,为人类社会发展提供取之不尽、用之不竭的清洁能源保障。

我国可再生能源资源充足,也有大量的副产氢资源,相关市场规模宏大,氢能产业有着广阔发展空间。发展氢能产业,对我国减少油气对外依赖,提高能源安全水平,减少大气污染排放,改善生态环境,建设美好家园,有着重大现实意义;同时将带动能源科技创新、能源结构调整、能源体系变革和可再生能源高效开发利用,对我国能源体系的高质量发展、高能耗产业清洁转型、高端装备制造以及汽车等产业创新发展,都具有重大战略意义。

当前,我国氢能产业尚处于开发初期,与国际先进水平相比有一定差距,存在基础比较薄弱、关键技术有待突破、产业化能力有待培育等诸多问题和困难。建立一个高效的政、产、学、研、用协同创新体系,将为我国氢能产业健康有序发展提供重要的支撑和保障。

中国产业发展促进会氢能产业分会成立的初衷是服务于我国氢能产业高质量发展,成为产业内各方交流合作的平台和产业与政府沟通的桥梁,帮助上下游企业传递信息和商机,推动先进技术示范应用。充分发挥我国的制度优势,推动政产学研用协同创新体系加快形成,促进氢能产业健康有序规模化发展。

氢能产业发展刚刚起步,新生事物的发展和壮大总要经历曲折和困难。氢能分会将倾心致力我国氢能事业的发展和进步,成为“氢能之家”,与我国氢能产业一道成长。同心相应,同气相求,随着发展机遇的来临,在全行业的共同努力下,我国氢能产业必将发展壮大!

国家电投氢能公司李连荣:

规模化拐点将在2025年前后发生

国家电投集团氢能科技发展有限公司董事长李连荣在会上指出,本轮氢能热总体将呈持续上升趋势,由于政策、资金、技术、产业的共同积累的结果,行业的规模化拐点将在2025年前后发生。

“本轮‘氢能热’从‘十三五’跨到‘十四五’,能否持续下来,这是业内普遍关心的问题。”李连荣表示,本轮氢能热虽然发展不会太顺利,但总体上是会持续上升,将会度过难关,发展成为一个产业。

据李连荣介绍,本轮“氢能热”是全球行为,由多个国家共同推进,以全球共识为基础,更加稳健,抗干扰能力更强。他同时表示,我国能源结构调整和能源安全对氢能产生了更加强烈的需求,有紧迫性,氢能作为解决我国能源问题的一把钥匙,对党中央、总书记提出的建立“清洁低碳安全高效”的能源体系有很重要的意义。

此外,李连荣还指出,当前,氢能技术和产业都有了一定的积累,有了很好的基础,具备了加速发展的基础。基于这些判断,他认为,氢能产业从这一轮“氢能热”开始,将会发展起来。

李连荣表示,当前,氢能发展得到各级政府高度重视,一些地方政府开始制定本地的氢能产业发展规划,发布产业支持政策,并已着手组织落地实施。同时,行业热度持续提升,示范应用场景增多,氢能终端快速走进公众视野,认可度不断提高。此外,从业人员增加,社会资本看好,自主技术加快推进,都是行业发展的有利条件。

与此同时,行业发展仍存在诸多不利因素。李连荣指出,目前,国家级氢能顶层规划尚未正式发布,行业大方向和节奏尚未完全统一,行业目标尚不完全明朗;行业规范未建立,针对氢能源特征的标准尚未完全成体系,行业发展仍然处在无序状态;技术积累不够,自主技术尚未覆盖行业各领域,重点技术尚未完全取得实质性突破,外来技术也未形成系统,尚不能充分支撑行业快速规模发展;产业链尚未完全形成,国内的材料、零部件、产品的配套尚未形成体系,制造企业规模较小,产品成本过高,还不具备完全商业应用条件;国内行业领军企业未形成,部分氢能企业虽然发展势头较好,但行业尚未出现领头羊,尚未形成真正意义上的标杆企业。

基于氢能行业发展现状,李连荣预测,“十四五”期间,国家层面氢能顶层规划将正式发布,行业方向和目标更加清晰,任务更加明确;自主技术将会取得突破,在燃料电池和制储、氢安全等领域将会实现自主化,形成自主品牌;多场景的应用全面展开,将由汽车领域向其它领域拓展,动力堆和电源堆的应用都将形成一定规模;化工副产氢将会得到充分利用,清洁能源制氢将会逐步发展起来。不过,他同时表示,“十四五”仍是示范应用的阶段,还不具备完全市场化发展的条件,仍需要政策支持。

李连荣强调,“十四五”期间,我国氢能行业应完成三大任务:一方面,形成自主的研发体系,并形成自主品牌,以自主技术为基础支撑产业发展;另一方面,打通自主产业链,行业进入有序状态,实现氢能产业的完整、高效;同时,还应促进氢能产业规模发展,在自主技术和自主产业链的基础上,推动我国氢能经济快速形成规模。

“在强调自主化的同时,我们也要欢迎国际合作。”李连荣表示,中国将是未来世界上最大的氢能市场,在这个市场中,必须强调自主技术和自主产业的重要性,同时也要保持以国际合作为基础的多样性。

他强调,“维持氢能产业的健康生态,保持氢能产业的有序发展,是我们共同的责任;互补合作、互利共赢是我们都应遵守的工作规则;氢能产业的规模化发展,是我们的共同利益所在。”

液化空气集团陈星:

用成熟技术加快中国氢能发展

液化空气集团中国区氢能业务总监陈星在研讨会上指出,液化空气集团有超过50年的氢气生产和使用历史,掌握了氢气从生产、储存、运输到终端应用整个供应链的专业技术,不断推动氢气作为清洁能源在各个领域,尤其是在交通方面的应用。

迄今为止,液化空气集团已在全球设计和安装了120多个加氢站,其中逾40座是由液化空气集团直接投资并运营,年产氢气140亿立方米,全球氢气管网长达1850公里。

氢能有着较长的产业链,包含了制氢、储运、加氢、应用等多个环节,而液化空气集团在氢能领域的布局,从上游的生产到中游的储存转化、运输,再到下游定制燃料电池解决方案,贯穿了全产业链的专业技术。

陈星介绍,其中,在中游的储运环节,液氢是液化空气集团的强项,该公司在低温液化方面拥有数十年的经验,依托其核心的流程计算、超低温冷箱、超低温膨胀机专利技术,不仅参与大型科研项目,也参与液氢工厂的设计和运营。

谈及在全球的布局,陈星表示,液化空气集团是北美氢气叉车的最大供应商。迄今为止,北美共有25,000辆由氢能驱动的叉车投入使用。他介绍,液化空气集团为这些叉车设计、安装了11座加氢站,其中有270辆叉车直接从该公司的加氢站加氢。此外,集团正在美国东北部地区建设12座加氢站,其中位于马萨诸塞州布伦特里的加氢站为首个现场水电解制氢项目,预计于今年年底开车。

2018年年底,液化空气集团在美国西部投资了1.5亿美元建立液氢工厂及相关供应链,建成后,该工厂的产能可达30吨/天,是世界上首个大规模可再生能源制氢项目,专门服务于当地的氢能市场。该厂目前正在建设中,预计2021年投入生产。

此外,在欧洲,液化空气集团与荷兰鹿特丹港务局宣布启动一项联合倡议,计划到2025年,在连接荷兰、比利时和德国西部的道路上实现1000辆氢燃料电池、零排放卡车的投放;2020年7月,液化空气集团宣布将在欧洲建设第一个高压加氢站,为首批长途运输氢燃料电池卡车提供服务。在日本,液化空气集团联合包括丰田、日产及本田在内的10家大型公司组成日本氢能交通联盟(JHYM),致力日本加氢站网络建设,该公司将在2021年之前安装并运营20座加氢站。

对于液化空气集团在中国的布局,陈星表示,“在中国,我们希望把外企的成熟技术、资金带回来,加快中国的氢能发展。”2018年,液化空气集团与成都华气厚普股份(300471)有限公司完成创建合资公司――液空厚普氢能源装备有限公司,旨在为燃料电池电动车开发、制造和部署加氢站;迄今为止,为包括中石化嘉善及上海的3座加氢站、兖矿集团的2座加氢站提供了全套装备及技术。2020年4月,合资公司成为张家口交投加氢站的设备供应商,为冬奥会的2000辆氢能源车提供加氢保障。

2019年,在国家主席习近平与法国总统马克龙的见证下,液化空气集团与中国石化于北京签署谅解备忘录,以加速氢能交通解决方案的在华部署。

“中国氢能虽然发展较晚,但势头很快。”陈星表示,在上游氢源方面,液化空气集团充分发挥其在京津冀、长三角及珠三角等区域的氢气资源优势,联合大型能源企业布局蓝氢和绿氢的生产;在储运方面,液化空气集团正积极开发高压氢气充装及液氢系统。

中国氢能有限公司邓建清:

氢能应用领域急需出现“爆品”

中国氢能有限公司董事长邓建清在会上指出,最近20多个月以来,在我国燃料电池技术产业大发展的背景下,氢能技术和可再生能源技术的一系列突破产生了巨大的绿色交通能源变革。

邓建清表示,中国有大量副产氢及丰富的可再生能源制氢资源,可经液化通过港口运输江、浙、沪及南方沿海地区,同时也可出口到日、韩、东南亚。中国氢能有限公司计划在可再生能源丰富区域制备氢气,并联合具备石化生产资质的园区,建设氢能储运码头,以满足氢能市场需求。

在邓建清看来,虽然交通、能源的变革正在推动氢能产业向前发展,但产业发展也遇到了一些困难和问题,尤其是氢能的应用。他表示,目前,一些地方政府已经开始推动氢能应用的发展,宁波、上海等地方,推动加氢站等氢能基础设施建设的投资都已有了一定的保障。

邓建清认为,在氢的应用方面,需要有类似于“爆品”的产品。“目前,液氢冷链物流动力系统就是一款有价值的‘爆品’。”他介绍,液氢具有超续航、零排放的超级绿色特性,液氢燃料重卡加注一箱液氢仅需10分钟即可不间断行驶1900公里,特别适合冷链物流的长距离、点对点的运输服务场景。同时,液氢在燃料电池使用时需要释放冷源,冷链汽车在运输时需要冷源,通过冷源回用系统,可完美节约冷链运输成本。

谈及未来的应用,邓建清指出,氢能系统特别适合缺少电力系统服务支撑的空间场景:海洋、河流、天空、荒岛、地广人稀的区域,在轮船、无人飞机、野外重载作业、军事保障等场景,都将具有超级应用价值。

“氢能不仅可以在交通领域应用,还可以通过副产氢的收集,应用于热电联产上。”邓建清介绍,日本、韩国是世界上开发和部署氢燃料电池微型热电联产的领先国家,2018年日本已经销售27万套ENE-FARM系统,耐用时间超过8万小时,启动时间只需1分钟~2分钟,可按需求并网使用。据了解,氢燃料-热电联产系统ENE-FARM是一种在家庭或商业中高效利用的能源系统,它将氢气注入燃料电池中发电,发电时产生的热能用来供应暖气和热水,整体能源效率可达90%,不依赖现有电网,可在大规模停电时应急使用,并且几乎没有输电损失。韩国也有多个氯碱、石化副产氢提纯回收,再使用燃料电池发电并回收热源应用的大型氢能应用项目。

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