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深度分析:氫能之難,難于何處?
日期:2022-07-12   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_luxuanru 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
2022年3月23日,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布了國(guó)家《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》,這是一個(gè)對(duì)為未來15年氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要指導(dǎo)性的規(guī)劃,標(biāo)志中國(guó)政府發(fā)布了第一項(xiàng)具有重要里程碑意義的中長(zhǎng)期氫能產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)文件。

根據(jù)這項(xiàng)規(guī)劃文件,中國(guó)將推動(dòng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推進(jìn)氫能示范應(yīng)用,并且特別對(duì)2025年利用可再生能源制氫規(guī)模提出了具體目標(biāo),也就是每年利用可再生能源制氫的能力達(dá)到年生產(chǎn)10-20萬噸。

根據(jù)估計(jì),氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值未來可能達(dá)到萬億元以上的規(guī)模,而且這種新興產(chǎn)業(yè)符合時(shí)代潮流,正在蓄勢(shì)待發(fā),導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)業(yè)的資本市場(chǎng)也應(yīng)勢(shì)大漲。

從總體上看,中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)目前仍然處于發(fā)展初期,也就是說,還遠(yuǎn)沒有進(jìn)入產(chǎn)業(yè)發(fā)展的快速增長(zhǎng)期,離進(jìn)入發(fā)展成熟期還需要較長(zhǎng)時(shí)間。

相較于國(guó)際先進(jìn)水平,中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)存在諸多問題,障礙不少,難點(diǎn)很多,比如產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略定位尚未明朗,產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng),產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng),相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未健全,能源屬性不清晰,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后,產(chǎn)業(yè)布局不合理等諸多難點(diǎn)問題。

1

由于缺乏長(zhǎng)期戰(zhàn)略,產(chǎn)業(yè)定位尚未明朗


目前,開展氫能產(chǎn)業(yè)布局的國(guó)家比較多,而且這些國(guó)家經(jīng)濟(jì)總量已經(jīng)占據(jù)全球經(jīng)濟(jì)總量的75%,但是由于受到諸多制約因素,氫能產(chǎn)業(yè)還沒有真正形成全球產(chǎn)業(yè)鏈,整體上對(duì)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和應(yīng)對(duì)氣候變化尚未構(gòu)成真正的推動(dòng)作用。

從以往經(jīng)驗(yàn)來看,國(guó)家如果要極力引導(dǎo)和推動(dòng)某個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,那么國(guó)家制定頂層設(shè)計(jì)政策相當(dāng)重要,這是中國(guó)改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,中國(guó)在過去較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),缺乏中央政府層面的體頂層設(shè)計(jì),這與業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)于如何發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)存在眾多爭(zhēng)議和分歧有關(guān),因?yàn)槿绻麤]有取得普遍共識(shí),那么政府就很難下決心制定相應(yīng)政策。

在此背景之下,中國(guó)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比,長(zhǎng)期以來確實(shí)缺乏氫能發(fā)展的整體頂層政策設(shè)計(jì),在產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃和相關(guān)政策體系等方面存在明顯滯后性。

長(zhǎng)期以來,中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基本上處于市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)發(fā)展期,沒有長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略、沒有長(zhǎng)期規(guī)劃、沒有制定發(fā)展時(shí)間表和路線圖,當(dāng)然更沒有實(shí)施施工圖,部分中小企業(yè)投資比較積極,而大型企業(yè)停滯觀望,市場(chǎng)主體活動(dòng)相對(duì)惰性。

在產(chǎn)品管理方面,國(guó)家沒有將氫氣納入能源產(chǎn)品,但是納入到危險(xiǎn)化學(xué)品范疇,在安全管理方面相當(dāng)嚴(yán)格,因此政府部門對(duì)加氫站建設(shè)的審批非常嚴(yán)格,建設(shè)項(xiàng)目獲批難度非常之大,進(jìn)而對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)在中國(guó)快速發(fā)展構(gòu)成了很大制約。

在能源體系中,氫能到底是何種角色,其來源如何?也就是制氫過程如何?是來自一次化石能源嗎?還是來自自然界?還是來自電解水?利用領(lǐng)域有哪些?

可以說,上述這些問題長(zhǎng)期存在,也長(zhǎng)期在學(xué)術(shù)界和能源界存在爭(zhēng)論和辯論,這當(dāng)然也是中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)未能大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵原因之一,直到目前仍然存在懸念。

如果氫能產(chǎn)于化石能源,那么為何不直接利用化石能源?如果來自電解水,那么消耗大量的電力又來自哪里呢?如果來自化石能源發(fā)電,那么這在邏輯上又存在矛盾。

在氫能利用領(lǐng)域,目前可選擇的應(yīng)用場(chǎng)景相當(dāng)單一,似乎主要集中在交通領(lǐng)域。

氫燃料電池汽車從技術(shù)角度、整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看,目前都還面臨一些問題,其中最重要的是氫從哪兒來,也就是制氫路線如何,這恐怕直接決定這個(gè)產(chǎn)業(yè)是否具有發(fā)展前景的關(guān)鍵要素之一。

從中國(guó)各地氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃來看,氫燃料電池汽車發(fā)展集中在乘用車,而對(duì)于燃料電池技術(shù)路線更具優(yōu)勢(shì)的中重型卡車的示范運(yùn)營(yíng)卻很少真正開展起來。

根據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)判,預(yù)計(jì)大約到2025-2030年之后,中國(guó)氫燃料電池汽車才有可能具備實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的條件,不過屆時(shí)是否能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,還是具有不確定性。

根據(jù)某些專家觀點(diǎn),即使屆時(shí)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)真正具備了產(chǎn)業(yè)化條件,那么依然存在較大的技術(shù)、投資和成本等風(fēng)險(xiǎn)。

我們應(yīng)該知道,氫燃料電池汽車的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是電動(dòng)汽車,預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)的電池技術(shù)可能會(huì)不斷取得突破,比如三元鋰電池和磷酸鐵鋰技術(shù)可能會(huì)逐漸成熟,而且其成本也可能不斷下降。

在上述情景出現(xiàn)的情況下,可以預(yù)見氫燃料電池汽車可能在中、短途的交通運(yùn)輸車輛的市場(chǎng)上可能沒有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),或者說很難與電動(dòng)汽車形成競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

如果是這樣,那么當(dāng)前中國(guó)各地紛紛將大規(guī)投資都集中到氫燃料電池作為動(dòng)力的乘用車領(lǐng)域就可能是方向錯(cuò)誤,投資回報(bào)可能無法保障便成為投資者的致命問題,或許有可能讓巨額投資變成了“打水漂”。

從各地氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃內(nèi)容來看,那些對(duì)于“脫碳”存在真正困難而且確實(shí)需要“氫能”的領(lǐng)域,比如化工、冶煉、軌道交通、航空航天、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供等諸多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域反而涉及較少,或受到的重視或關(guān)注十分不足,相關(guān)技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目開展的進(jìn)展也比較緩慢,本來應(yīng)該利用氫能來實(shí)現(xiàn)降碳或脫碳目的的價(jià)值和潛力反而被嚴(yán)重忽視。

氫燃料電池汽車只是氫能利用的一部分,未來氫能還有在其他諸多產(chǎn)業(yè)利用的機(jī)會(huì),這客觀上需要風(fēng)電、光伏等清潔能源在能源系統(tǒng)中占到非常大的比例。

當(dāng)風(fēng)電和光伏發(fā)電在能源系統(tǒng)中占據(jù)足夠大比例之后,中國(guó)西部的風(fēng)電、光伏發(fā)電便可以通過特高壓技術(shù)輸送到到東部電力消費(fèi)區(qū)域,氫能就可以把這些不穩(wěn)定的清潔能源變成可儲(chǔ)存、可運(yùn)輸?shù)哪茉础?br />
在過去較長(zhǎng)時(shí)間,一些中國(guó)地方政府在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面盲目跟風(fēng),同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)明顯,低水平建設(shè)現(xiàn)象開始出現(xiàn)。

總而言之,中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前還基本上處于初級(jí)階段,盡管國(guó)家已經(jīng)在近期出臺(tái)了2030年以前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,但是尚未制定未來幾十年期限內(nèi)的氫能發(fā)展戰(zhàn)略,頂層設(shè)計(jì)總體上缺乏。

2

由于成本過高,產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力嚴(yán)重不足


任何一個(gè)產(chǎn)業(yè),若要真正發(fā)展,最終決定因素還是經(jīng)濟(jì)性。

如果某個(gè)產(chǎn)業(yè)成本過高,企業(yè)無法獲取盈利,那么就意味著這個(gè)產(chǎn)業(yè)本身不具備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)性,也就不具有可持續(xù)發(fā)展的機(jī)會(huì)。

中國(guó)各地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展多處于示范階段,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后和數(shù)量不足,產(chǎn)業(yè)區(qū)域分布也十分不均衡。

從中國(guó)過去較長(zhǎng)時(shí)間氫能無法快速發(fā)展的現(xiàn)實(shí)來看,核心是這個(gè)全新的產(chǎn)業(yè)尚未具備商業(yè)化運(yùn)行的能力,關(guān)鍵因素是整個(gè)全產(chǎn)業(yè)鏈的成本過高。

1.制氫成本

從氫能產(chǎn)業(yè)上游環(huán)節(jié)來看,其實(shí)就是氫能如何生產(chǎn)和來源問題,這個(gè)問題長(zhǎng)期以來一直是能源界爭(zhēng)論的核心議題之一,尤其是制氫成本過高的問題。

目前,中國(guó)現(xiàn)有制氫技術(shù)大多依賴煤炭和天然氣等一次性能源,其經(jīng)濟(jì)性與傳統(tǒng)化石能源相比存在差別,而且在環(huán)境、生態(tài)和碳排放等方面依然存在風(fēng)險(xiǎn)依然,因此從科學(xué)邏輯上存在爭(zhēng)議或嚴(yán)重歧義便很正常。

如果脫離化石能源制氫,那么另外一條制氫路徑便是電解水,但是在電解水的過程中所需要的電力必須是綠電,也就是必須利用可再生能源發(fā)電,而在能源轉(zhuǎn)化效率和成本上來看,這種路徑則存在效率低和綜合成本高等問題。

總體來說,中國(guó)制氫成本居高不下,氫能產(chǎn)業(yè)處于商業(yè)化前期,尚難通過規(guī)?;a(chǎn)降低制氫成本。

2.儲(chǔ)氫成本

從儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)看,雖然加壓壓縮儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫、有機(jī)化合物儲(chǔ)氫等技術(shù)均取得較大的進(jìn)步,但是由于儲(chǔ)氫密度、安全性和儲(chǔ)氫成本之間的平衡關(guān)系尚未解決,因此離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還有較大距離。

目前,中國(guó)國(guó)內(nèi)普遍采用20MPa氣態(tài)高壓儲(chǔ)氫和長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸方式,成本約為20元/公斤,占?xì)錃饨K端消費(fèi)價(jià)格的一半。

然而,氣態(tài)運(yùn)輸儲(chǔ)氫密度低,壓縮能耗高,僅適用于日需求量在300千克以下、運(yùn)輸距離較短的加氫站。

隨著未來中國(guó)國(guó)內(nèi)用氫規(guī)模的擴(kuò)大、運(yùn)輸距離的拉長(zhǎng),50MPa氣態(tài)高壓儲(chǔ)氫或液氫運(yùn)輸才能滿足高效經(jīng)濟(jì)的要求,目前國(guó)外采用低溫液態(tài)儲(chǔ)氫的比例高達(dá)70%,可見中國(guó)與國(guó)外在儲(chǔ)氫技術(shù)方面存在差距。

在固定式儲(chǔ)氫裝備方面,中國(guó)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫裝置多為鋼內(nèi)筒鋼帶纏繞容器,目前45MPa 固定儲(chǔ)氫容器每立方米水容積的價(jià)格超過20萬元,98 MPa固定儲(chǔ)氫容器每立方米水容積的價(jià)格超過100萬元。

因此,在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)條件下,氫液化過程的總成本十分高昂,且前期設(shè)備固定投資較大,這又進(jìn)一步提高儲(chǔ)氫成本。

3.氫燃料電池成本

在燃料電池環(huán)節(jié),產(chǎn)業(yè)化尚處于早期,經(jīng)濟(jì)性短板十分突出。

目前,中國(guó)燃料電池汽車發(fā)展緩慢,主要是氫能及燃料電池部分關(guān)鍵零部件、核心原材料環(huán)節(jié)上國(guó)產(chǎn)化缺失,技術(shù)尚未成熟,對(duì)外進(jìn)口依賴度高,導(dǎo)致成本居高不下。

另外,中國(guó)氫燃料電池的應(yīng)用多數(shù)處于商用車的領(lǐng)域,還有較大提升空間,區(qū)域均衡發(fā)展的難題還需跨越。

從氫燃料電池成本數(shù)據(jù)來看,國(guó)內(nèi)外差距較大,中國(guó)膜電極組件成本約為4000元/千瓦,與國(guó)際700元/千瓦差距較大;電堆成本6000元/千瓦,而國(guó)際1000元/千瓦。

目前,中國(guó)氫燃料電池車輛主要還依靠政府補(bǔ)貼,應(yīng)用端生命周期的購(gòu)置成本、運(yùn)營(yíng)成本和處置成本也亟待降低。

4.加氫站建設(shè)成本

加氫站數(shù)量是衡量產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要參考指標(biāo),目前中國(guó)國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)和在建的加氫站數(shù)量還很少,而且主要分布在長(zhǎng)三角、珠三角和京津冀,配套設(shè)備也還處于示范階段。

目前,中國(guó)建設(shè)加氫站所需關(guān)鍵零部件沒有量產(chǎn)的成熟產(chǎn)品,導(dǎo)致加氫站的建設(shè)成本過高,投入回報(bào)率低,尚未具備經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力,推行難度比較大。

3

由于創(chuàng)新能力不強(qiáng),產(chǎn)業(yè)面臨技術(shù)瓶頸


氫能關(guān)鍵材料及設(shè)備零部件要求苛刻、工藝復(fù)雜、成本高昂,并且不同國(guó)家、不同部門之間的技術(shù)差距明顯。

雖然中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)取得了顯著成效,但是在技術(shù)水平上,在許多方面與世界先進(jìn)水平還有較大差距。

客觀上講,氫能產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、技術(shù)難度大,與國(guó)際領(lǐng)先水平相比,中國(guó)在關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心零部件以及氫氣安全科學(xué)機(jī)理、專業(yè)人才等方面,都存在差距。

事實(shí)上,中國(guó)氫能技術(shù)儲(chǔ)備不足,產(chǎn)業(yè)根基比較落后,各地差異非常明顯,絕大多數(shù)地區(qū)都不具備將技術(shù)裝備推向市場(chǎng)變現(xiàn)的能力和條件。

中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的部分關(guān)鍵零部件和產(chǎn)品技術(shù)與國(guó)外最先進(jìn)的技術(shù)仍存在較大差距,比如膜電極、空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫材料、加氫槍與軟管等關(guān)鍵零部件還需要依賴進(jìn)口,某些關(guān)鍵技術(shù)其實(shí)處于被國(guó)外壟斷的局面。

1.制氫技術(shù)

依據(jù)制取方式和過程中碳排放量不同,氫氣可以劃分為“灰氫”、“藍(lán)氫”和“綠氫“等三種類型,代表找制氫三種制氫的方法或路徑。

灰氫,是指通過化石能源燃燒來制氫。

藍(lán)氫,實(shí)施通過化石能源制氫,但通過碳捕集和封存技術(shù)來減少碳排放。

綠氫,是指通過清潔能源和可再生能源發(fā)電,并通過電解水來制氫。

根據(jù)媒體報(bào)道,近年來中國(guó)煤制氫占比高達(dá)62%,而全球占比只有18%。

如果以煤炭作為制氫主要來源,那么碳排放水平與直接使用煤炭相差無幾,因此肯定不是未來制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

在副產(chǎn)氫氣高純凈化方面,中國(guó)已經(jīng)具有成套技術(shù)裝備,目前處于世界先進(jìn)水平。

從發(fā)展趨勢(shì)來看,“綠氫”代表著氫能產(chǎn)業(yè)上游鏈條的未來,其生產(chǎn)規(guī)模決定著氫能產(chǎn)業(yè)是否具有可持續(xù)性的關(guān)鍵。

在電解水制氫方面,目前有堿水電解制氫(ALK)和質(zhì)子交換膜(PEM)純水電解制氫兩種技術(shù)路線,中國(guó)堿性電解槽技術(shù)整體上處于世界領(lǐng)先水平,但PEM制氫技術(shù)與世界先進(jìn)水平存在較大差距。

2.加氫站技術(shù)

中國(guó)加氫站基本采用高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫,儲(chǔ)量有限,國(guó)外已有30%加氫站儲(chǔ)存液氫。

目前,中國(guó)雖已具有35兆帕(MPa)加氫站關(guān)鍵技術(shù)與裝備集成能力,但在關(guān)鍵指標(biāo)與國(guó)產(chǎn)化方面,還存在很大差距。

在壓縮機(jī)技術(shù)方面,中國(guó)實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化的45兆帕(MPa)壓縮機(jī)流量較小且在實(shí)際應(yīng)用中故障率較高,其關(guān)鍵部件仍需通過進(jìn)口后在國(guó)內(nèi)組裝,同時(shí)國(guó)內(nèi)不具備生產(chǎn)商用87兆帕(MPa)壓縮機(jī)的技術(shù)和能力。

在加氫機(jī)技術(shù)方面,中國(guó)加氫槍仍然依賴進(jìn)口,國(guó)內(nèi)70兆帕(MPa)加氫機(jī)處于試驗(yàn)驗(yàn)證階段,與國(guó)外商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的70 兆帕(MPa)加氫機(jī)指標(biāo)差距較大。

在氫基礎(chǔ)設(shè)施的高壓管路及閥門方面,中國(guó)目前仍然需要依賴國(guó)外進(jìn)口。

對(duì)于加氫站的工藝控制系統(tǒng),中國(guó)已經(jīng)基本研發(fā)成功,但是還需要未來通過實(shí)際運(yùn)營(yíng)進(jìn)一步驗(yàn)證及優(yōu)化。

3.氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

中國(guó)國(guó)內(nèi)氫能儲(chǔ)運(yùn)方式主要為高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫結(jié)合管束車運(yùn)輸,且主要采用35兆帕(MPa)高壓儲(chǔ)氫罐,70兆帕(MPa)儲(chǔ)氫罐已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),國(guó)內(nèi)外存在技術(shù)差距。

國(guó)內(nèi)氫氣運(yùn)輸基本采用20兆帕(MPa)長(zhǎng)管拖車,運(yùn)量小,運(yùn)輸半徑有限,成本較高,國(guó)外采用45兆帕(MPa)長(zhǎng)管拖車以及液氫槽車。

4.氫燃料電池技術(shù)

目前,中國(guó)氫燃料電池系統(tǒng)、電堆、壓縮機(jī)等已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,氫氣循環(huán)泵、增濕器2020年底可小批量供貨,質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層等正在小批量驗(yàn)證,車載氫系統(tǒng)的高端碳纖維及部分管件取得了突破性進(jìn)展,但是總體上與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比,還存在諸多差距。

比如,燃料電池的高活性催化劑、高強(qiáng)度高質(zhì)子電導(dǎo)率復(fù)合膜、碳紙、低鉑電極、高功率密度雙極板等材料主要依賴進(jìn)口。

在關(guān)鍵組件制備工藝方面,比如膜電極、雙極板、壓縮機(jī)、氫循環(huán)泵等與國(guó)外相比存在較大差距。

燃料電池電堆及系統(tǒng)的可靠性、耐久性等與國(guó)際先進(jìn)水平相比存在差距。

4

由于產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未健全


目前,中國(guó)氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不不完善,涉及氫品質(zhì)、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站和安全等內(nèi)容的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較少。

1.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全

中國(guó)在氫能領(lǐng)域,很多標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)嚴(yán)重滯后,很多標(biāo)準(zhǔn)尚未制定,特別是關(guān)于產(chǎn)品安全可靠性、耐久性等方面的要求還有所欠缺。

因此,為了氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,中國(guó)應(yīng)積極開展務(wù)實(shí)國(guó)際合作,同步建立起產(chǎn)品檢測(cè)和認(rèn)證機(jī)制。

國(guó)家應(yīng)該采取政策措施,推動(dòng)支持開展聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究,加快構(gòu)建國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。

相關(guān)氫能企業(yè),應(yīng)該充分利用全球創(chuàng)新資源,積極參與全球燃料電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新合作,尤其是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)研制。

2.加氫站建設(shè)審批缺乏標(biāo)準(zhǔn)體系

加氫站建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是土地審批。

從現(xiàn)行政策來看,商業(yè)用地審批環(huán)節(jié)相當(dāng)復(fù)雜,客觀上成為制約加氫站建設(shè)的核心要素,而且目前各地土地審批流程繁復(fù)而且不一致,雖然各地政府鼓勵(lì)和支持加氫站建設(shè),但實(shí)際若獲得加氫站的“準(zhǔn)生證”卻非常困難。

由于氫能產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè),加氫站建設(shè)又是新生事物,因此各地政府在規(guī)劃、立項(xiàng)、審批、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管相關(guān)方面缺乏具體政策制度。

5

由于以往產(chǎn)品特性,能源屬性并不清晰

目前,全球氫能行業(yè)總體處于發(fā)展初期,在終端能源消費(fèi)量中占比仍然很低。

從現(xiàn)實(shí)情況來看,中國(guó)氫氣主要應(yīng)用于化工和鋼鐵等領(lǐng)域,具體分布在石化、化工、焦化等行業(yè),主要作為化工原料用于生產(chǎn)甲醇、合成氨以及各類化工產(chǎn)品如化肥等。

其中,僅有少量的高純度氫氣作為工業(yè)原料,如高純度電子氫氣等,而應(yīng)用于燃料電池的能源用氫不足0.1%。

由此可知,在過去較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),氫氣本身并不是作為能源產(chǎn)業(yè)來發(fā)展,或者說,在整個(gè)能源生產(chǎn)與消費(fèi)體系中,氫能定位模糊不清。

由于定位不清,國(guó)家過去也未制定氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)性的發(fā)展目標(biāo)與實(shí)施路徑,這不利于發(fā)揮現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)要素效用最大化及構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策保障體系。

從上述現(xiàn)實(shí)情況來看,中國(guó)目前氫氣消費(fèi)仍然集中于傳統(tǒng)高能耗領(lǐng)域,似乎與應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)之間沒有關(guān)系。

當(dāng)前,中國(guó)將氫列為危險(xiǎn)化學(xué)品,過去基本上沒有將其納入能源管理體系,前段時(shí)間,國(guó)家在出臺(tái)的規(guī)劃中第一次將氫列入能源屬性,這當(dāng)然是一大進(jìn)步,肯定對(duì)未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大作用。

6

由于缺乏足夠認(rèn)識(shí),基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后


氫氣長(zhǎng)輸管道與加氫站建設(shè)投入大、周期長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)成本高,加之氫氣氣源、輸送方式的限制,在加氫站大規(guī)模建設(shè)前,通過示范站獲取建設(shè)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)尤為重要。

中國(guó)目前建成的加氫站數(shù)量還很少,但是在國(guó)際上并不落后。

在過去,中國(guó)國(guó)內(nèi)大部分加氫站屬于場(chǎng)內(nèi)測(cè)試站與撬裝站,這些加氫站的特點(diǎn)就是固定儲(chǔ)氫量或氫氣壓縮系統(tǒng)能力較低。

當(dāng)然,隨著加氫車輛規(guī)模增加,上述加氫站建設(shè)模式將無法滿足加氫車輛進(jìn)場(chǎng)時(shí)間的隨機(jī)化、單次加注時(shí)間短的商業(yè)需求。

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是打通氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是氫能大規(guī)模推廣應(yīng)用的先決條件,因此現(xiàn)實(shí)加氫站數(shù)量嚴(yán)重不足,這確實(shí)是一個(gè)重要問題。

根據(jù)國(guó)情,中國(guó)可以溯本求源,可以彎道超車,可充分利用現(xiàn)有油氣基礎(chǔ)設(shè)施,有序推進(jìn)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),切實(shí)提高氫氣儲(chǔ)運(yùn)和加注的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

截至到2021年底,中國(guó)累計(jì)建成超過190座加氫站,在營(yíng)加氫站超過157座,超過了日本,位居世界首位。

但是,對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說,中國(guó)加氫站數(shù)量顯然還是過少,如果不能形成數(shù)量規(guī)模,那么很難說氫能產(chǎn)業(yè)會(huì)有大發(fā)展。

之所以加氫站建設(shè)速度緩慢,根本原因還是成本問題。

如果與充電樁相比,充電樁的建設(shè)成本比較低廉,但加氫站建設(shè)動(dòng)輒需要千萬元以上投資,顯然這巨大的成本制約了加氫站的建設(shè)速度。

不過,2021年隨著示范城市政策的落地,國(guó)內(nèi)加氫站建設(shè)開始有所提速,預(yù)計(jì)到2030年,國(guó)內(nèi)加氫站數(shù)量可能會(huì)突破1000座。

有問題不可怕,諸多難題總會(huì)找到解決之道,這就是中國(guó)各國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展之實(shí)踐。

只要堅(jiān)持正確方向,扎實(shí)做好基礎(chǔ)研究,借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn),解決存在的問題,建立起資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、利益共享、協(xié)同配合的合作機(jī)制,中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)肯定前途無量。

中國(guó)氫燃料電池汽車尚處起步階段,運(yùn)營(yíng)車輛較少,營(yíng)利較困難,加氫站的建設(shè)運(yùn)營(yíng)無法通過規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)平衡收支,導(dǎo)致建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式不夠成熟,加氫設(shè)備產(chǎn)業(yè)化能力不足,而且成本偏高。

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后,反過來又直接影響氫燃料電池汽車推廣。

根據(jù)機(jī)構(gòu)測(cè)算,2030年中國(guó)至少需要1400座加氫站才能滿足主要城市需要。

7

由于缺乏區(qū)域協(xié)調(diào),產(chǎn)業(yè)布局存在錯(cuò)位


受限于中國(guó)可再生能源資源的分布狀況,制氫端與用氫端往往存在著較大的時(shí)間和空間錯(cuò)位性,尚未形成完善的氫氣存儲(chǔ)和輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)渠道。

中國(guó)西北地區(qū)擁有豐富的可再生能源資源(如風(fēng)光等),而具有大規(guī)模用氫需求的則主要是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)及人口密集的東南地區(qū),這客觀上存在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的矛盾和困難,其實(shí)這與其他能源發(fā)展面臨的區(qū)域錯(cuò)位問題一致。

從現(xiàn)實(shí)分析和現(xiàn)實(shí)評(píng)估來看,在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面,中國(guó)盡管已經(jīng)有所進(jìn)展,各地也十分積極制定規(guī)劃和支持政策,但總體上看,這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)還基本上處于技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目示范階段,氫能產(chǎn)業(yè)總體上還不具備大規(guī)模商業(yè)推廣的條件。

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前客觀上存在諸多問題,因此整個(gè)產(chǎn)業(yè)處于比較混沌的狀態(tài),各地政府一哄而上,盲目上馬各類項(xiàng)目,這種無序行為將導(dǎo)致氫能產(chǎn)業(yè)低水平重復(fù)和資源浪費(fèi),影響整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

氫能產(chǎn)業(yè)橫跨能源、材料、裝備制造等多個(gè)領(lǐng)域,既能有效帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),又能催生新產(chǎn)業(yè)鏈,整合帶動(dòng)效果突出,因此地方政府發(fā)展氫能的積極性頗高,多地發(fā)起氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)。

根據(jù)媒體報(bào)道,目前地方政府規(guī)劃的氫燃料電池電堆總產(chǎn)能已經(jīng)超過了1500兆瓦,但是中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)化尚處于起步階段,市場(chǎng)容量有限,關(guān)鍵技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性及基礎(chǔ)設(shè)施等均存在瓶頸或矛盾。

如果協(xié)調(diào)不充分,估計(jì)在短時(shí)間內(nèi)上述產(chǎn)能很難充分釋放,一旦規(guī)劃實(shí)施有可能面臨產(chǎn)能過剩的風(fēng)險(xiǎn),過去以往存在的低水平重復(fù)投資問題可能再度出現(xiàn)。

原標(biāo)題:深度分析:氫能之難,難于何處?
 
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來源:氫能產(chǎn)業(yè)調(diào)查
 
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