近年来,“氢能”愈发成为职业热词。
来自我国氢能联盟的数据显示,2020年我国氢气产量超越2500万吨,据测算,至2060年完成碳中和时,我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右,在终端动力消费中占比约为20%。
氢能被认为是极具展开前景的二次动力,具有清洁低碳、高热值、高转化率等优势。记者得悉,为辅导氢能健康展开,国家级氢能战略规划有望于近期对外发布。清华大学副秘书长、北京清华工业开发研究院院长金勤献表明,氢能对我国进步动力系统安全、完成碳中和具有极高战略价值。在工业领域,氢能将在质料和热源代替方面扮演首要人物;在动力领域,氢能可在分布式电力系统、储能等方面发挥重要作用。明晰展开途径、明晰展开方针,我国氢能展开迫切需求顶层辅导性方针统筹大局。
起于交通落脚低碳
氢能在我国是从交通职业展开起步的。2001年,我国开始布局加氢和车用燃料电池领域。自2009年起,我国燃料电池车和电动车一起享受财政补助,2014年,我国单独出台了对加氢站的补助。自2018年起,燃料电池车和新动力车的补助力度出现差异,在下调其他新动力车型补助时,我国对氢燃料电池轿车仍坚持原有补助支撑。
电力规划设计总院党委常委、副院长姜士宏表明,下降对传统化石动力的依赖、进步可再生动力开发使用份额、在难以减碳的领域进行深度脱(低)碳是我国与世界其他国家对展开氢能的共同方针,可是国情和展开方法决议了我国和其他国家氢能展开具有差异性。
记者整理发现,2016年4月,国家展开变革委、国家动力局等联合发布《动力技能革新立异举动方案(2016~2030年)》,提出动力技能革新要点立异举动路线图,部署了15项详细任务,其中氢能工业被纳入国家动力战略。次年,国家动力局同意多项弃风弃光制氢储能项目。2018年1月,国家科技部将“可再生动力与氢能技能”列入要点专项,积极加以支撑研究。
2019年,氢能被首次写入《政府工作报告》,明晰“推进充电、加氢等设备建造”。同年3月,财政部等四部委联合发布《关于进一步完善新动力轿车推广运用财政补助方针的告诉》,指出当地应完善方针,过渡期后不再对新动力轿车(新动力公交车和燃料电池轿车除外)给予购置补助,转为用于支撑充电(加氢)根底设备“短板”建造和配套运营服务等方面。
《2020年动力工作辅导定见》在动力革新试点深入推进章节中说到:保险有序推进动力要害技能装备攻关,推进储能、氢能技能进步与工业展开。在推进新技能工业化展开章节明晰,拟定实施氢能工业展开规划,安排展开要害技能装备攻关,积极推进运用示范。
2020年3月,国家展开变革委、司法部印发《关于加速树立绿色生产和消费法规方针系统的定见》,提出2021年完成研究拟定氢能、海洋能等新动力展开的标准规范和支撑方针。同年4月,国家动力局发布《中华人民共和国动力法(征求定见稿)》。在征求定见稿中,氢能被列为动力领域。这是我国第一次从法律上承认氢能属于动力。
《2021年国民经济和社会展开方案草案》说到科学有序推进水电展开,积极有效推进风电、光伏发电、垃圾发电及氢能等动力展开。同年2月印发的《国务院关于加速树立健全绿色低碳循环展开经济系统的辅导定见》中提出“因地制宜展开水能、地热能、海洋能、氢能、生物质能、光热发电”。
《“十四五”规划和2035年前景方针纲要》提出,氢能与储能等前沿科技和工业变革领域,安排实施未来工业孵化与加速方案,谋划布局一批未来工业。
“可以看到,多项方针支撑下,当时我国氢能工业正在快速展开。”姜士宏表明。
“过热”倾向亟须方针引领
为抢占氢能商场先机,近年来,各当地连续出台氢能规划和工业支撑方针。到目前,全国已有20余省或直辖市发布了氢能工业链相关方针。其中,北京市充分使用研制实力突出、工业根底完备、氢能供应多元、运用场景丰富等优势,在全国氢能工业展开中发挥带头示范作用。在珠三角、长三角、京津冀鲁等经济发达地区,随着相关省市(县)加大对氢能工业展开的方针支撑及财政补助力度,氢能工业得以快速展开运用。
详细到规划层面,本年多省发布了“十四五”氢能工业规划。据不完全统计,北京、山东、河北、河南等省份相继出台“十四五”氢能展开规划或扶持方针,并从工业规划、企业数量、燃料电池轿车、加氢站等方面明晰阶段方针。
11月30日,四川省和重庆市一起在成都、九龙坡区、内江三地举办“成渝氢走廊”发动典礼。据悉,“成渝氢走廊”总体规划了两条城际线路和1条直达干线。此外,两地还规划于2025年前投入约1000辆氢燃料物流车,并配套建造加氢站。
更早前,浙江省在其发布的《加速培育氢燃料电池轿车工业展开实施方案》中,也明晰规划了两条“氢走廊”路线,该方案显示,到2025年,浙江将方案在公交、港口、城际物流等领域推广运用氢燃料电池轿车挨近5000辆,规划建造加氢站挨近50座。
“当地层面支撑氢能展开,一方面为了助力绿色低碳转型,另一方面也可招引氢能工业链集合落户,促进当地经济展开。”姜士宏表明,北京早在2008年奥运会期间,就投放了20余辆燃料电池轿车,并建造了一座日加氢20千克的加氢站。经过十余年的工业培育和展开,北京市力争成为有世界影响力的氢燃料电池轿车科技立异中心、要害零部件制造中心和高端运用示范推广中心。
尽管各地氢能展开炽热,但姜士宏也指出,我国尚缺乏国家层面的氢能顶层设计,氢能展开途径、展开方针尚不明晰,氢能工业展开存在必定程度的“过热”现象。当地政府为抢占氢能商场先机,出台氢能规划和工业支撑方针,存在方针同质化、碎片化问题,易导致各地氢能工业无序竞赛和产能过剩等景象。当时我国氢能展开正处于工业培育的要害时期,氢能展开迫切需求顶层辅导性方针统筹大局。
氢能展开难破本钱限制
途径问题是一个职业展开要面临的首要问题,详细到氢能而言,优秀的途径摆在面前,限制其展开的是本钱。
为了表述便利,业界经常以颜色对氢源进行区分,一般分为灰氢、蓝氢、绿氢。其中,由化石动力、工业副产品等制取的氢气,因制氢过程会有二氧化碳等温室气体排放而被称为灰氢。由化石动力制取的氢气,使用碳捕获与封存技能(CCS),将制氢过程中排放的温室气体进行捕获封存的称为蓝氢。由核能、可再生动力经过电解水等手法制取的氢气则为绿氢。
清华大学核能与新动力技能研究院教授毛宗强表明,要在2060年前达到碳中和,我国需求有方案地精准削减煤炭消费,运用绿氢、绿电代替是必然选择。从环境和生态的视点来看,使用可再生动力进行电解水制氢是最佳的技能途径。不仅可以完成零碳排放,取得真实洁净的绿氢,还可以将间歇、不稳定的可再生动力转化储存为化学能,促进新动力电力消纳。
然而,过高的生产本钱是清洁绿氢难以大规划展开的首要因素之一。当时,灰氢、蓝氢依然是我国最首要的氢源。根据我国煤炭工业协会揭露数据,2020年在我国超2500万吨氢气产量中,煤制氢占62%、天然气制氢占19%,工业副产气制氢占18%,电解水制氢占1%左右。
武汉理工大学资料复合新技能国家要点实验室国家特聘教授程一兵表明,电价是决议氢能本钱的要害因素。从我国各地工商业用电价格来看,均匀电价约0.66元/千瓦时,国内现在绿氢生产本钱约为20元/公斤,其中70%以上是电力本钱。毛宗强表明,随着我国新动力的逐渐展开,绿氢的生产本钱会逐年下降。
2021年4月,我国氢能联盟发布《我国氢动力及燃料电池工业白皮书2020》中所示,可再生动力制氢本钱有望在2030年完成平价。
毛宗强主张,为推进氢能展开,现阶段可采取“分步走”的方法,即蓝氢先行、绿氢逐渐跟上。一起,还应重视氢基化合物的展开,完成使用绿氢和空气中的氮气生产绿色合成氨,绿氢和捕捉的二氧化碳生产绿色甲醇或绿色合成天然气等。
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。