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近年來(lái)，“新型儲(chǔ)能熱”“氫能熱”接踵而至，企業(yè)、資金躍躍欲試，希望能提前布局下一個(gè)風(fēng)口。但目前，氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)目前在技術(shù)、成本、商業(yè)模式上仍未顯示出明顯優(yōu)勢(shì)，這一技術(shù)路線的變革，將如何加速走向規(guī)?；l(fā)展，能否兌現(xiàn)人們的期待？
儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)降本至關(guān)重要
工業(yè)中產(chǎn)生的氫氣目前主要是碳基（灰氫），無(wú)碳或碳中性技術(shù)仍處于技術(shù)成熟的早期階段，處于經(jīng)濟(jì)學(xué)家所謂的技術(shù)曲線的“死亡谷”階段。
北京清華工業(yè)開(kāi)發(fā)研究院副院長(zhǎng)、水木明拓（達(dá)茂）氫能源科技有限公司總經(jīng)理付小龍指出，在整體行業(yè)投入中，資本缺環(huán)或投資不足的情況還是非常明顯?！霸谛袠I(yè)發(fā)展前期，企業(yè)付出高額投資成本時(shí)，誰(shuí)來(lái)為綠氫的綠色溢價(jià)買(mǎi)單，目前這樣的資本是缺乏的。”
《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)展望》中也有相關(guān)的表述：“不論是鋰電、光伏還是新能源汽車(chē)，所有新能源技術(shù)和產(chǎn)品在發(fā)展初期都曾面臨‘產(chǎn)品性能差-客戶(hù)滿(mǎn)意度低-市場(chǎng)需求少-投資意愿低-技術(shù)進(jìn)步慢-難以產(chǎn)業(yè)化’的‘死亡谷’困境?！?/p>
尋求真正的“綠氫”——使用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生電力生產(chǎn)的氫氣——成為當(dāng)務(wù)之急。
日本是將綠氫制備寄希望于進(jìn)口。日本明確提到“從戰(zhàn)略層面考慮推進(jìn)氫能標(biāo)準(zhǔn)化工作，推進(jìn)發(fā)展以買(mǎi)方為主導(dǎo)的國(guó)際貿(mào)易模式”。日本氫能戰(zhàn)略設(shè)定“將在2030年前后建立商業(yè)規(guī)模的供應(yīng)鏈，每年采購(gòu)約300萬(wàn)噸氫氣”，這300萬(wàn)噸進(jìn)口氫能雖然并不會(huì)直接改善日本的能源進(jìn)口依賴(lài)度，但可以進(jìn)一步多元化日本的能源結(jié)構(gòu)，增加能源供給渠道，增強(qiáng)日本能源體系的穩(wěn)定性。
自2024年2月起，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)政策不斷出臺(tái)，針對(duì)氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用等全產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建政策體系。
如“加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展”已被寫(xiě)入今年《政府工作報(bào)告》；此前地方兩會(huì)上，31個(gè)省級(jí)行政區(qū)中有22個(gè)將氫能寫(xiě)入政府工作報(bào)告。
3月18日，國(guó)家能源局印發(fā)《2024年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，編制加快推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的相關(guān)政策，有序推進(jìn)氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，穩(wěn)步開(kāi)展氫能試點(diǎn)示范，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，拓展氫能應(yīng)用場(chǎng)景。
此外，北京、山東、廣東、江蘇、山西、重慶、海南、湖北、四川等省市也積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，不斷推出氫能產(chǎn)業(yè)支持政策，內(nèi)容涵蓋氫能核心技術(shù)開(kāi)發(fā)、加氫站建設(shè)、氫燃料電池汽車(chē)應(yīng)用等多個(gè)方面。
從應(yīng)用側(cè)來(lái)看，要降低綠氫成本，中間的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)降本至關(guān)重要。
絕大多數(shù)灰氫的生產(chǎn)和使用在一個(gè)地方，僅有少量氫通過(guò)管線車(chē)等方式運(yùn)輸，所以沒(méi)有一個(gè)成體系的氫能輸送網(wǎng)絡(luò)。而綠氫的生產(chǎn)主要集中在風(fēng)光資源充沛的地區(qū)，生產(chǎn)和使用在地理上出現(xiàn)了分離。氫的儲(chǔ)運(yùn)是現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卡點(diǎn)。
在付小龍看來(lái)，氫作為分子量最輕的元素，非常難以運(yùn)輸，而甲醇、氨等都是很好的氫載體，在中間環(huán)節(jié)將氫轉(zhuǎn)換為方便運(yùn)輸?shù)募状蓟虬?，再在終端應(yīng)用環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為氫，是一個(gè)很好的解決方案。
2023年，中國(guó)首條“西氫東送”輸氫管道示范工程被納入《石油天然氣“全國(guó)一張網(wǎng)”建設(shè)實(shí)施方案》，標(biāo)志著中國(guó)氫氣長(zhǎng)距離輸送管道進(jìn)入新發(fā)展階段。“西氫東送”起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點(diǎn)位于北京市，管道全長(zhǎng)400多公里，是中國(guó)首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長(zhǎng)距離的純氫輸送管道。五礦證券分析，中國(guó)大規(guī)模的純氫管道正處于示范項(xiàng)目建設(shè)初期。目前中國(guó)開(kāi)展前期設(shè)計(jì)工作的氫氣管道里程共計(jì)1850公里，各企業(yè)規(guī)劃的氫管網(wǎng)總里程約1.7萬(wàn)公里。中國(guó)輸氫管道的每百公里運(yùn)輸成本在1元/kg以上，有較大下降空間。
綠氫放開(kāi)生產(chǎn)限制，應(yīng)用場(chǎng)景拓寬
2023年下半年以來(lái)，新疆、河北、吉林等省、自治區(qū)相繼明確綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目可不入化工園區(qū)，且無(wú)需取得?；钒踩a(chǎn)許可，非化工園區(qū)制氫可以讓制氫靠近應(yīng)用端，降低儲(chǔ)運(yùn)成本，推動(dòng)氫能規(guī)?；?。
4月16日，內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局會(huì)同工信廳、應(yīng)急管理廳等11個(gè)部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《內(nèi)蒙古自治區(qū)可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)安全管理辦法（試行）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《管理辦法》）?！豆芾磙k法》明確，綠氫項(xiàng)目不需取得危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)許可，繼河北、吉林等省份之后對(duì)可再生能源制氫在?；吩S可方面進(jìn)行政策松綁。
《管理辦法》明確，該許可放松政策限于綠氫生產(chǎn)環(huán)節(jié)，綠氫運(yùn)輸仍需按照危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理，從事綠氫道路運(yùn)輸應(yīng)向交通運(yùn)輸主管部門(mén)取得道路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸相關(guān)許可。移動(dòng)式壓力容器、氣瓶的充裝單位應(yīng)向特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門(mén)取得充裝許可。
此外，《管理辦法》允許在化工園區(qū)外建設(shè)綠氫項(xiàng)目和制氫加氫一體站。綠氫加氫站參照天然氣加氣站管理模式，經(jīng)營(yíng)性綠氫加氫站應(yīng)向燃?xì)庵鞴懿块T(mén)取得經(jīng)營(yíng)許可。
長(zhǎng)期以來(lái)，政策將氫列為危化品范疇，制氫項(xiàng)目屬于?；飞a(chǎn)領(lǐng)域，須布局在化工園區(qū)內(nèi)，且需要取得?；飞a(chǎn)許可證，這在一定程度上提高了綠氫制造成本。
此次發(fā)布的《管理辦法》，將進(jìn)一步推進(jìn)全區(qū)綠氫產(chǎn)業(yè)提檔升級(jí)。同時(shí)，該辦法建立了一整套綠氫產(chǎn)業(yè)安全管理機(jī)制，有效管控可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)全鏈條重大安全風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展。
隨著放開(kāi)生產(chǎn)限制政策逐步落地，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展或?qū)⑻崴佟?/p>
“綠電”與“綠氫”靈活轉(zhuǎn)換，能否兌現(xiàn)零碳未來(lái)
夜深人靜，在位于金安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的安徽六安兆瓦級(jí)氫能綜合利用示范站里，一套PEM制氫系統(tǒng)正在利用低谷電電解水制造氫氣。這是我國(guó)首座兆瓦級(jí)氫能綜合利用示范站，是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“制、儲(chǔ)、發(fā)”氫能技術(shù)在國(guó)內(nèi)首次全面驗(yàn)證和工程應(yīng)用。
聚焦于氫儲(chǔ)能細(xì)分領(lǐng)域，我國(guó)已有由國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)的安徽六安國(guó)內(nèi)首個(gè)兆瓦級(jí)氫能綜合利用示范站、浙江臺(tái)州大陳島氫能綜合利用示范工程，以及南方電網(wǎng)全國(guó)首個(gè)固態(tài)儲(chǔ)氫項(xiàng)目三個(gè)氫儲(chǔ)能項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)投運(yùn)。
“利用低谷電，我們每小時(shí)可以生產(chǎn)氫氣220標(biāo)準(zhǔn)立方米，一天可以產(chǎn)氫180公斤。在用電高峰，我們會(huì)利用PEM燃料電池將儲(chǔ)存起來(lái)的氫氣用于發(fā)電，最大發(fā)電功率1.3兆瓦。根據(jù)測(cè)算，理想情況下，利用氫、電相互轉(zhuǎn)換，每3度低谷電可以在高峰期發(fā)1度電?！本C合利用站運(yùn)維人員任路軍表示。
氫能公司Tree Energy Solutions（TES）聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官、標(biāo)普全球（SPGI）獨(dú)立董事馬克·阿爾韋拉曾詳細(xì)闡述過(guò)氫作為儲(chǔ)能方案應(yīng)用于電力系統(tǒng)的場(chǎng)景和比較優(yōu)勢(shì)：為了解決可再生能源間歇性、季節(jié)波動(dòng)性等問(wèn)題，未來(lái)的電力系統(tǒng)會(huì)在旺季將一部分可再生能源轉(zhuǎn)化為綠氫，通過(guò)電網(wǎng)輸送，并在淡季用于電廠燃燒發(fā)電，或者利用電網(wǎng)級(jí)燃料電池發(fā)電。在這一過(guò)程中，或許會(huì)損耗接近40%的電力，但相較于電化學(xué)等儲(chǔ)能方式，氫儲(chǔ)能在長(zhǎng)時(shí)間尺度上仍具有成本優(yōu)勢(shì)。
馬克·阿爾韋拉據(jù)此設(shè)想，未來(lái)的家庭、工商業(yè)用能將會(huì)配備雙燃料系統(tǒng)，分別與電網(wǎng)、氫網(wǎng)和可逆電解槽或燃料電池進(jìn)行連接、轉(zhuǎn)換，滿(mǎn)足不同使用場(chǎng)景需要。
六安項(xiàng)目、南方電網(wǎng)項(xiàng)目等在氫儲(chǔ)能技術(shù)、商業(yè)模式等方面初步進(jìn)行了一些驗(yàn)證與突破，但不管是被寄望于在電力領(lǐng)域“大展拳腳”的氫儲(chǔ)能，還是通過(guò)可再生能源制取的綠氫，目前距商業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展都還有一定距離。
一是政策上總體尚停留在發(fā)展規(guī)劃階段。典型如國(guó)家發(fā)展改革委等發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》中，提到培育“風(fēng)光發(fā)電+氫儲(chǔ)能”一體化應(yīng)用新模式，在廣東、山東等各省級(jí)的氫能發(fā)展規(guī)劃中氫儲(chǔ)能也屬于標(biāo)配，但尚未有具體補(bǔ)貼細(xì)則等政策落地。
二是技術(shù)上大規(guī)模儲(chǔ)氫、發(fā)電方案等仍待更多驗(yàn)證。目前國(guó)內(nèi)氫儲(chǔ)能技術(shù)鏈條已初步打通，如南方電網(wǎng)項(xiàng)目，采用固態(tài)儲(chǔ)氫存儲(chǔ)200立方氫氣，可持續(xù)穩(wěn)定出力12小時(shí)、發(fā)供電1200度。但當(dāng)儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到商業(yè)化的百兆瓦級(jí)后，電解槽達(dá)到數(shù)十臺(tái)，儲(chǔ)氫容量需求將達(dá)10萬(wàn)立方，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)達(dá)到百兆瓦，此時(shí)如何靈活調(diào)度電解槽及燃料電池容量，能否安全實(shí)現(xiàn)氫電耦合等，目前國(guó)內(nèi)外均尚無(wú)參考案例。
三是在商業(yè)模式上定位不明確。氫儲(chǔ)能商業(yè)模式相對(duì)靈活豐富，如六安兆瓦級(jí)氫儲(chǔ)能項(xiàng)目，制取的氫氣既用于加氫站也用于并網(wǎng)調(diào)峰。但模式靈活也意味著需在不同應(yīng)用及技術(shù)方向上進(jìn)行平衡與取舍。如是首先保障對(duì)加氫站每日相對(duì)穩(wěn)定的供應(yīng)量，還是及時(shí)準(zhǔn)備響應(yīng)并網(wǎng)調(diào)峰突發(fā)性較強(qiáng)的調(diào)度需求；是選擇配備大規(guī)模儲(chǔ)氫罐，還是選擇構(gòu)建柔性制氫-發(fā)電系統(tǒng)等。歸根到底，問(wèn)題的核心在于發(fā)掘最具經(jīng)濟(jì)性的模式方案。
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