目前國內已有多個省區市發布氫能規劃和指導意見,氫能產業園遍地開花。眾多企業正大舉入局,越來越多人擔心,氫能發展似乎“過熱”了。
“與其說‘過熱’,不如說‘無序’。”國家有色金屬新能源材料與制品工程技術研究中心主任蔣利軍在接受媒體采訪時直言,在氫能發展的熱潮中,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的不在少數。業內人士紛紛表示,要切實防止氫能產業一哄而上、一松而散的現象。
慢就是快
當前我國氫氣產能約每年4100萬噸,產量約3342萬噸,是世界第一產氫國。在2060年碳中和情景下,可再生能源制氫規模有望達到1億噸。
氫能產業是有著廣闊發展前景的新興產業。但需警惕的是,和我國很多新興產業都會經歷一個“怪圈”一樣,氫能產業也已開始有了陷入“怪圈”的苗頭。比如發展初期受到全社會關注,大量資本涌入,研發團隊爭相介入,但經過市場的大浪淘沙,不少企業紛紛倒下。在這個過程中,社會資源大量浪費。
未來氫能產業該如何避免這一“怪圈”,以更低的成本發展成為一個健康有序的產業?
中國科學院院士徐冠華認為,氫能產業的發展要充分吸取國內風電、光伏以及新能源汽車發展的經驗和教訓,尤其是針對一些地方和部門分割、低端重復開發、資源和資金的浪費等現象,主管部門要首先著力加以解決。
全國氫能標委會委員、國家能源集團北京低碳清潔能源研究院氫能技術開發部經理何廣利建議,企業大張旗鼓地宣揚將在哪兒投資建廠,不如聚焦考慮怎么把技術做上去,通過技術創新把成本降下來。
目前中國氫能產業相關技術并不完善,產業發展還面臨諸多難題,不能因為政策扶持就倉促上馬,現階段“慢即是快”。
關鍵技術亟待突破
有研究顯示,目前我國氫能產業仍存在幾大亟待突破的關鍵技術:
1、當前我國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爭力,但能效偏低,制1立方氫綜合能耗5~5.5度電,而國外可以控制在5度電以下。PEM純水制氫裝備與國外相比也有較大差距,我國仍沒有自主的MW級PEM制氫裝備,壽命缺乏長期考核,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、加氫槍仍依賴進口;
3、當前我國液氫液化能耗過高,產能過小,不具有經濟性。液化1千克氫,能耗高達15~20度電,而國外可控制在11.5度電左右,因此需盡快發展單臺設備能力10噸以上的氫膨脹液化裝置;
4、我國運氫裝備與國外存在代際差距。目前國外通用50MPaⅣ型瓶和液氫運氫,單車運氫1~3噸,而我國仍以20、30MPaⅠ型瓶運氫,單車運氫僅360~600公斤。
那么該如何突破這些技術瓶頸?蔣利軍的建議是,一方面要以產品為目標,組織一體化研發團隊,加強技術研發和市場應用。堿水制氫已有多年歷史,但研發投入少,技術進步緩慢;PEM制氫研發時間短,技術積累少,未得到長期考核,均應按照氫能高能效低成本的要求,以產品為目標,組織國內研發單位形成一體化研發團隊開展系統攻關,從基礎原材料、關鍵元部件、裝置、系統及示范應用方面全面布局,上下游協同,產學研用密切合作,以市場應用為最終考核指標,真正實現技術成果的市場化應用。
另一方面,應制定鼓勵使用國產首臺套設備的配套政策,比如給直接用戶提供財政補貼,使其愿意使用國產首臺套設備,推進國產設備在市場逐漸立足。
制定標準+加強政策引導
為避免氫能產業陷入“怪圈”,以實現健康有序發展,還需要制定完備詳盡的標準,并有相關政策的科學引導。
目前我國氫能產業的標準體系完善,但標準內容涵蓋不夠細致和具體,關鍵原因是缺乏足夠的基礎研究數據。以加氫站為例,目前對安全距離(防火距離)的規定與國際主要國家的規定差別較大。但是,我國在這方面的基礎研究數據十分缺乏,沒有數據支撐就無法推動標準的改進。
“目前我國加氫站建設缺乏詳細統一的驗收流程和評價標準,很多加氫站并不是嚴格意義上的加氫站。此外,加氫站的國家主管部門也亟待確定。”何廣利指出,基礎研究數據匱乏與市場主體的遠見性有關。在氫能產業沒有被高度關注前,很多企業不愿意投入研發資金;而當大家開始關注后,企業也不愿意在基礎研究方向投入太多,大多希望做能盡快見到經濟回報的項目。
令人欣慰的是,近期科技部發布了《國家重點研發計劃“信息光子技術”等“十四五”重點專項2021年度項目申報指南的通知》,氫能技術成為8項重點技術之一。這是氫能技術首次被單列為一項重點技術,說明政府對氫能技術的重視度越來越高。
業內人士還提醒,目前國內氫氣產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,這與國家發展氫能的初衷相悖。
為推進產業健康有序發展,業界一致認為,需要政策提出“灰氫”變“綠氫”的要求,并運用碳匯工具,提高“綠氫”的經濟競爭力;技術上可以通過CCUS方法,不排或少排二氧化碳,并將二氧化碳資源化利用。