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撬動做強氫能產業的戰略與政策支點

2020-08-18    來源:國際金融報
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[ 導讀 ]:“到2050年,全球氫能占能源比重約為18%,氫能產業鏈產值將超過2.5萬億美元,且隨著技術研發和產業資本的持續投入,未來10-20年全球氫能產業將迎來快速發展的重大機遇期?!?/div>
“到2050年,全球氫能占能源比重約為18%,氫能產業鏈產值將超過2.5萬億美元,且隨著技術研發和產業資本的持續投入,未來10-20年全球氫能產業將迎來快速發展的重大機遇期。”

從國家發展改革委與北京市聯手在大興區打造北京首個氫能產業園,到廣州市人民政府發布《廣州市氫能產業發展規劃(2019-2030)》提出建造大灣區氫能運營中心,再到中石油聯合三家企業在上海成立一家合資氫能公司,及至擁有“氫能第一股”之稱的億華通正式登錄A股,有關氫能的新聞在日前聚集性釋放出來,一股“氫能熱”在國內蔓延。

門捷列夫的化學元素周期表上,氫(H)位于63種化學元素之首,這不僅僅是理論上說氫只有一個質子,同時也代表氫是宇宙中分布最廣泛的物質。天空的大氣中有氫,地下的水中也有氫,甚至地殼巖石層斷裂時也會冒出氫。另外,石油天然氣以及煤炭等化石燃料中也蘊含著氫,焦爐、鋼鐵、化工等工業副產品品種同樣藏著氫。正是因為藏匿和分布于不同的載體,氫作為二次能源就有山門派系之別。從煤炭、石油等化石燃料以及工業副產品中制取的氫稱為灰氫,但如果通過碳捕獲技術隔離掉了取氫過程的二氧化碳,灰氫就變成了藍氫,同時,從電解水、光能、風能等生物質中制取的氫則叫綠氫。目前全球氫氣年產量中高達99%取自化石燃料。

作為二次能源,氫是除核燃料外所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中能量密度最高的一種能源,導熱系數是絕大多數氣體的10倍以上,說得通俗點就是,氫氣不僅容易點著,而且火焰傳播速度快,作為能源用在汽車等交通工具上可使發動機快速點火啟動,作為能量用于火箭等航天器的發射可使飛行工具更敏捷起飛,作為動能作用于機械等生產工具可以讓作業效率更高。

在經濟性方面,由于受到制取成本的制約,雖然很難說氫氣在所有方面都具有性價比優勢,但在許多領域仍有著足夠的吸引力。以氫燃料電池為例,汽車充滿五公斤的氫氣可以續航650公里,總價格大約是175元,而改用汽油同樣行駛650公里,車輛燒油費用約為350元,前者成本只是后者的一半。按照國際能源署與國際氫能委員會的研究成果,規?;墙档蜌淠艹杀镜年P鍵,一旦使用量上來,氫能源系統的制取成本會以每年20%-30%左右的速度下降,其中當然也包括氫能產品的消費端成本。

再看安全性,許多人知道氫彈作為核武器的殺傷力,因此往往會“談氫色變”,其實不然。且不說氫彈并不等于氫,作為一種能夠爆炸的氣體,氫氣的比重只有整個空氣的十四分之一,這樣輕飄飄的一個東西,一旦泄漏出來就會往天空中跑,而且跑得非???,快到沒來得及燃燒和沒來得及爆炸就已經揮發掉了。因此,氫氣實際上一種非常安全的氣體。而更有意義的是,氫燃燒的產物是水,絲毫不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物以及粉塵顆粒等危害環境的負外部性產品,因此,氫可以說是世界上最干凈的能源,也是幫助未來人類脫碳最有前途的打開方式。

鑒于氫的高效性、經濟性以及安全性等多功能特征,氫的使用場景自然就特別廣泛。另外,氫不僅可以作為一種備用電源為企業與家庭使用,而且未來氫氣就好像今天的液化氣那樣,可以通過管道進入百姓家庭中。

儲能也是氫彰顯自身功用的核心場景之一。我們知道風能、太陽能等新能源因受到風力以及光源影響帶有極不穩定性,全國每年因此有約1000億度可借用新能源發的電眼睜睜地跑掉,但如果能夠將電力等傳統技術無法吸納到的風能與光伏等全部變成氫能儲藏起來,需要時再投放出去,對經濟與社會所產生的影響顯然不可低估。此外,氫不僅作為一種新型動能滲入傳統經濟領域,還可帶動石油化工、鋼鐵煤炭以及電力熱力等產業發展氫能,從而帶動傳統產業的轉型升級。

完整地看,從氫的制取,到氫的儲運,再到氫的交易以及分發和使用,中間還有氫能的檢測與認證,氫氣牽起了一條長長的產業鏈,其中既有相關設備的構造與投入,也有龐大的基礎設施的建設與改良,既有資源產業鏈,也有材料產業鏈,還有各種使用場景外溢出的商業價值。據國際氫能委員會預測,到2050年全球氫能占能源比重約為18%,氫能產業鏈產值將超過2.5萬億美元,且隨著技術研發和產業資本的持續投入,未來10-20年全球氫能產業將迎來快速發展的重大機遇期。

基于氫能的巨大使用場景以及龐大的產業鏈價值,氫能的開發與利用不僅成為了許多國家實現能源轉型的重要路徑,而且上升為國際競爭的重要部份。截至目前,占世界GDP70%的18個國家均制定了氫能發展戰略,美國近10年對氫能和燃料電池的資助每年保持在1億-2.8億美元之間,歐盟在境內鋪設的輸氫管道已長達1598公里,日本國內的加氫站已增至300多個,全球正在推進中的可再生能源制氫項目規模從一年前的每月320萬千瓦提高到目前的每月820萬千瓦。

作為世界最大的化石能源消費國與進口國,中國開發與利用氫能的意義不言而喻。資料顯示,到今年年底,我國年產氫氣將達到一億噸,為全球第一大氫氣生產國。到2050年,國內氫氣產量將增長到5億噸左右,氫能在我國終端能源消費占比上升至10%。需求方面,到2050年,國內市場對氫氣需求量至少達到6000萬噸,中國作為全球氫能最大消費國的地位將得到進一步鞏固。作為終端能源體系的消費主體,氫能將帶動形成一個12萬億元產值的新興產業??梢哉f,依托強大的石化、水電以及煤炭等傳統產業資源以及豐厚的光、熱、風等再生能源,面向巨大的市場需求,憑借戰略升維與政策創新的撬動與支撐,中國完全能夠在氫能國際競爭中搶占制勝高地。

首先,加速頂層設計進程。雖然前不久氫能寫入了能源法,最近兩年的國務院政府工作報告中也連續提及,但目前國家既沒有氫能產業發展規劃,也缺乏專門的氫能開發與利用整體支持政策。對此,需盡快制定出臺國家氫能產業發展戰略規劃,明確氫能在我國能源體系中的定位與開發利用的重點方向,整體規劃氫能制取、運輸、儲存、利用等全環節發展路徑以及國家標準,同時明確對氫氣安全監管路線與舉措。

其次,加大自主創新力度。從加氫槍、壓縮機、儲容器等關鍵設備,到氫密封材料、低溫金屬材料、高效冷絕緣材料等關鍵材料,我國氫制取、運輸、儲藏甚至使用所需許多核心技術與材料裝備以及零部件目前都有賴于進口。但值得慶幸的是,氫能的研發生產全球目前尚處初期階段,中國完全可以通過強化自主創新實現“彎道超車”。除了加大資金投入外,首先需要組建央企、國企創新聯合體,圍繞產業鏈進行科技攻關,在此基礎上依托大型能源企業成立國家級聯合研發和推廣應用平臺,有效整合社會資源,推動全社會相關領域科研力量的廣泛參與和協同攻關,聚焦核心技術,加快突破薄弱環節,合力推動我國氫能產業邁上全球價值鏈的中高端位置。

再次,加快基礎設施布局。國內目前輸氫管道只有約100公里,終端加氫站僅64座,基礎設施的乏力不僅很大程度上限制了氫能經濟的規?;c商業成本的下降幅度,也導致氫能的使用場景單一,同時制約了相關配套產業體系的發展。建議將氫能基礎設施建設納入“新基建”盤子中給予重點扶持,除了國家扮演建設主體外,更應通過BOT、PPP等方式引進社會資本參與氫氣站的投資,并在運營過程中給予充分的財稅惠補,同時支持中石油、中石化等國有能源巨頭加大對油氣管道的配套改造與完善,增補管道的氫能輸送功能。

最后,加強區域產業協同。目前我國已形成京津冀、長三角和珠三角三大氫能產業區域,全國有20多個省份出臺了60多個氫發展規劃和支持政策。各個產業區與地方政府雖然在搶灘布局中都希望打造出完整的氫能產業閉環,但存在著較為明顯的方向趨同與同質化現象,這種結果顯然與頂層設計缺位緊密相關。而立足于本地資源稟賦、突出產業長項、打破技術瓶頸才是全國氫能布局的主線,如長三角作為我國最大的化工產業集群,氫能的開發應集中到化工副產品身上,京津冀的氫能發展可側重藍氫與綠氫的研發和應用,而珠三角則可借助工業基礎與科技實力展開膜電極、高性能電堆以及儲運氫設備等產業攻關與布局,在此基礎上實現成果共享與利益協同,走出一條成本投入低、區域共振強和整體效能優的氫產業經濟路徑。
 
關鍵詞: 氫能 儲能
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