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      加快推進氫能技術研發和產業化布局

      中國證券報·中證網

        ● 英大證券研究所副所長 臧寧寧

        氫能產業并不是新興事物,其發展在近幾十年經歷過幾次高潮,在石油危機、全球變暖、技術進步等因素驅使下,氫能產業分別在上世紀70年代、90年代等經歷過階段性發展高潮。目前綠色低碳轉型成為全球共識,氫能產業再次成為焦點,歐、美、日、韓、英等發達國家和地區紛紛制定氫能路線圖,加快推進氫能產業技術研發和產業化布局。近期國家發改委出臺我國第一個氫能相關規劃《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》,將推動我國氫能產業規范有序發展,氫能發展遠景可期。

        一是氫能與電能是可再生能源利用的兩種方式,相互補充,市場前景廣闊。氫能具有能源和化工品雙重屬性。一方面氫能與電能一樣,均是二次能源,均可來自化石能源和可再生能源,用于發電、交通、居民生活等領域。另一方面,氫是化學能載體,是由電子和質子構成的化學物質,氫可實現穩定儲存和運輸,主要作為工業原材料使用,廣泛用于石油化工、制氨、甲醇和鋼鐵生產等領域。由于目前氫能主要通過煤炭、天然氣等化石能源裂解制取,在碳達峰碳中和背景下,可再生能源制氫具有廣闊應用前景。據中國氫能聯盟預計,在2060年碳中和情景下,氫能在我國終端能源消費中占比將達20%左右,可再生能源制氫產量約為1億噸。

        二是“十四五”期間氫能核心在于科技攻關。氫能在碳中和發揮作用關鍵在于可再生能源制氫及利用,從目前看,我國氫能產業鏈相關技術仍不成熟。從制氫看,電解水制氫主要有堿性水電解、質子交換膜水電解、固體氧化物水電解和堿性陰離子交換膜電解等四種技術。其中,堿性水電解相對成熟,但成本仍較高;質子交換膜水電解處于商業化初期,產業鏈關鍵設備依賴進口;其余還處于研發和示范階段。從儲運看,儲氫技術主要包括高壓氣態、低溫液態、固體材料以及有機液體儲氫四種技術。其中,高壓氣態儲運中,35MPa的儲氫瓶已廣泛應用于車載系統,70MPa技術仍需攻關和國產化;低溫液態儲運目前主要應用于航天等特殊領域;固態材料儲運技術仍處于試驗研究到商業應用的過渡階段,是未來儲運技術重要的發展方向;有機液體儲運技術優劣勢均比較明顯,目前已實現商業應用,將在未來成為儲運技術應用的重要補充。

        從氫能利用看,氫燃料電池汽車是當前氫能利用最受關注的方向。我國在整車、系統和電堆方面均已有所布局,但在質子交換膜、雙極板、催化劑等關鍵材料和部件上,與國際先進產品相比,可靠性和耐久性仍存在較大差距,大部分關鍵零部件及關鍵材料仍依賴進口。規劃明確提出,到2025年基本掌握核心技術和制造工藝,初步建立較為完整的供應鏈和產業體系。

        三是“十四五”期間氫能生產側重工業副產氫和可再生能源制氫并重,遠期向可再生能源制氫轉變。目前我國95%以上的氫氣通過化石能源重整和工業副產提純取得,綠氫占比不到5%。受技術和經濟性制約,預計未來一段時間氫能還主要來自化石能源!笆奈濉逼陂g氫能生產側重工業副產氫和可再生能源制氫并重。規劃提出,在焦化等行業聚集地區,優先利用工業副產氫,鼓勵就近消納,降低工業副產氫供給成本;在風光水電資源豐富地區,開展可再生能源制氫示范,逐步擴大示范規模,探索季節性儲能和電網調峰。當前,天然氣、石油、煤炭生產1噸氫氣分別產生10噸、12噸、19噸二氧化碳。在碳達峰和碳中和的目標下,我國以化石能源制氫為主的高碳“灰氫”需要向以可再生能源為主的低碳“綠氫”轉變。

        四是“十四五”期間推動氫能多元化示范應用!笆奈濉逼陂g氫能側重在交通、儲能、發電、工業四個領域示范應用。在交通領域,重點推進氫燃料電池中重型車輛應用,有序拓展氫燃料電池等新能源客、貨汽車市場應用空間,逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電動汽車的互補發展模式;在儲能領域,開展氫儲能在可再生能源消納、電網調峰等應用場景的示范,探索培育“風光發電+氫儲能”一體化應用新模式,形成多種儲能技術相互融合的電力系統儲能體系;在發電領域,開展氫能源綜合利用示范,推動氫燃料電池備用電源領域應用以及發電調峰技術示范和分布式發電示范應用;在工業領域,探索氫能冶金示范應用,探索開展可再生能源制氫在合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等行業替代化石能源的示范。

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