氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,能幫助可再生能源大規(guī)模消納,實現(xiàn)電網大規(guī)模調峰和跨季節(jié)、跨地域儲能,加速推進工業(yè)、建筑、交通等領域的低碳化。我國具有良好的制氫基礎與大規(guī)模的應用市場,發(fā)展氫能優(yōu)勢顯著。加快氫能產業(yè)發(fā)展是助力我國實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要路徑。國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》。氫能的開發(fā)與利用正在引發(fā)一場深刻的能源革命,氫能成為破解能源危機,構建清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的新密碼。 能源危機開啟了氫能開發(fā)和利用的探索之路 氫能作為一種替代能源進入人們的視野還要追溯到20世紀70年代。其時,中東戰(zhàn)爭引發(fā)了全球的石油危機,美國為了擺脫對進口石油的依賴,首次提出“氫經濟”概念,認為未來氫氣能夠取代石油成為支撐全球交通的主要能源。1960年至2000年,作為氫能利用重要工具的燃料電池獲得飛速發(fā)展,在航天航空、發(fā)電以及交通領域的應用實踐充分證明了氫能作為二次能源的可行性。氫能產業(yè)在2010年前后進入低潮期。 但2014年豐田公司“未來”燃料電池汽車的發(fā)布引發(fā)了又一次氫能熱潮。隨后,多國先后發(fā)布了氫能發(fā)展戰(zhàn)略路線,主要圍繞發(fā)電及交通領域推動氫能及燃料電池產業(yè)發(fā)展;歐盟于2020年發(fā)布了《歐盟氫能戰(zhàn)略》,旨在推動氫能在工業(yè)、交通、發(fā)電等全領域應用;2020年美國發(fā)布《氫能計劃發(fā)展規(guī)劃》,制定多項關鍵技術經濟指標,期望成為氫能產業(yè)鏈中的市場領導者。至此,占全球經濟總量75%的國家均已推出氫能發(fā)展政策,積極推動氫能發(fā)展。 我國氫能產業(yè)和發(fā)達國家相比仍處于發(fā)展初級階段。近年來,我國對氫能行業(yè)的重視不斷提高。2019年3月,氫能首次被寫入《政府工作報告》,在公共領域加快充電、加氫等設施建設;2020年4月,《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》擬將氫能列入能源范疇; 2020年9月,財政部、工業(yè)和信息化部等五部門聯(lián)合開展燃料電池汽車示范應用,對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關鍵核心技術產業(yè)化攻關和示范應用給予獎勵;2021年10月,中共中央、國務院印發(fā)《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,統(tǒng)籌推進氫能“制—儲—輸—用”全鏈條發(fā)展;2022年3月,國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》,氫能被確定為未來國家能源體系的重要組成部分和用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉型的重要載體,氫能產業(yè)被確定為戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來產業(yè)重點發(fā)展方向。 近年來,我國氫能產業(yè)發(fā)展迅速,基本涵蓋了氫氣制—儲—輸—用全鏈條。 氫能產業(yè)鏈的上游為制氫,我國是世界第一產氫大國,氫氣產能約3300萬噸。根據制取過程的碳排放強度,氫被分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”。灰氫是指通過化石燃料燃燒產生的氫氣,在生產過程中會有大量二氧化碳排放;藍氫是在灰氫的基礎上,應用碳捕集和封存技術,實現(xiàn)低碳制氫;綠氫是通過太陽能、風力等可再生能源發(fā)電進行電解水制氫,在制氫過程中沒有碳排放。目前,我國氫氣制取以煤制氫方式為主,占比約80%。未來,隨著可再生能源發(fā)電成本持續(xù)降低,綠氫占比將逐年上升,預計2050年將達到70%。 氫能產業(yè)鏈的中游是氫儲運,高壓氣態(tài)儲運技術已商業(yè)化,是最為廣泛的氫能儲運方式。長管拖車運輸靈活性高,適用于短距離、小體量輸氫;液氫存儲和固態(tài)儲氫無需壓力容器,運輸便捷,是未來實現(xiàn)大規(guī)模氫能儲運的方向。 氫能產業(yè)鏈下游為氫的綜合應用,氫氣作為一種工業(yè)原料可廣泛應用于石油、化工、冶金、電子、醫(yī)療等領域,此外,氫氣還可通過氫燃料電池或氫內燃機轉化為電能和熱能,可覆蓋社會生產生活的方方面面。到2060年,我國氫能需求預計達1.3億噸,其中工業(yè)需求占主導地位,占比約60%,交通運輸領域將逐年擴大規(guī)模達到31%。