多國開展氫能及燃料電池競賽

氫能及燃料電池成為當(dāng)今的熱點,大家耳聞多個國家加大對氫能及燃料電池的投入。沒有去國外實地考察,對國際上氫能及燃料電池的發(fā)展不甚了解。4月22-23日,成都首屆國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)大會召開,專家們的演講讓大家對氫能及燃料電池的發(fā)展有了較全面的了解。本次大會由四川省經(jīng)濟(jì)和信息化廳、中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟指導(dǎo),中國東方電氣集團(tuán)有限公司和成都市氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會聯(lián)合主辦,成都市經(jīng)濟(jì)和信息化局協(xié)辦。幾十位專家和企業(yè)人士發(fā)表了主題演講,宏觀格局、技術(shù)路線、商業(yè)運用、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等均涉及。讓人印象深刻的是多個國家開展了氫能及燃料電池競賽。

迄今為止,人類歷史上已發(fā)生過兩次能源革命。第一次能源革命是煤炭取代木材成為主導(dǎo)能源,第二次能源革命是石油取代煤炭成為主導(dǎo)能源。化石能源終有枯竭的日子,也存在CO2排放及大氣污染問題,氫能作為可再生的清潔能源,受到各國廣泛關(guān)注,紛紛制定了發(fā)展氫能的措施。

“日本率先把氫能發(fā)展作為國家戰(zhàn)略,將氫能與燃料電池汽車并重發(fā)展。” 中國工程院院士干勇說。

日本發(fā)展氫能的意向由來已久。在2014年4月制定的“第四次能源基本計劃”中,日本政府明確提出了加速建設(shè)和發(fā)展“氫能社會”的戰(zhàn)略方向。2014年6月,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省制定了“氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖”,提出了實現(xiàn)“氫能社會”目標(biāo)分三步走的發(fā)展路線圖:到2025年要加速推廣和普及氫能利用的市場;到2030年要建立大規(guī)模氫能供給體系并實現(xiàn)氫燃料發(fā)電;到2040年要完成零碳?xì)淙剂瞎┙o體系建設(shè)。

2017年12月26日,日本政府發(fā)布了“氫能源基本戰(zhàn)略”,確定了2050年氫能社會建設(shè)的目標(biāo)以及到2030年的具體行動計劃。2025年,戶用燃料電池裝置數(shù)量達(dá)到530萬臺;2030年全面引入氫發(fā)電和建立大規(guī)模氫能供應(yīng)系統(tǒng);從海外購氫的價格降到30日元/立方米,擴(kuò)大日本商業(yè)用氫的流通網(wǎng)絡(luò);2040年開始建立零CO2排放的供氫系統(tǒng),通過收集和儲存CO2,全面實現(xiàn)零排放的制氫、儲氫和用氫。

日本提出“氫能社會”有現(xiàn)實的緊迫需求。日本94%的能源消費依靠進(jìn)口的化石能源,能源自給率僅為6%左右,包括水電在內(nèi)的可再生能源發(fā)電占比僅占15%。特別是汽車燃料的98%依靠石油。福島核電站事故后,日本進(jìn)口能源規(guī)模不斷攀升,造成外貿(mào)赤字不斷擴(kuò)大。日本政府承諾的CO2減排目標(biāo)是2030年度比2013年削減26%,到2050年要削減80%。由于日本核電站重啟進(jìn)程緩慢,不得不加大液化天然氣進(jìn)口量。盡管天然氣比煤炭和石油燃料CO2排放少,但日本很難完成既定自主減排目標(biāo)。

日本把即將到來的東京奧運會當(dāng)作大力推進(jìn)氫能發(fā)展的大好時機(jī),屆時在東京奧運村全面示范“氫能社會”,2025年氫能產(chǎn)量達(dá)到15萬噸。

美國重視氫能利用的時間更早。1974年組織成立了國際氫能協(xié)會。2002年美國能源部(DOE)發(fā)布了《國家氫能發(fā)展路線圖》,2018年10月8日,美國迎來了“全國氫能與燃料電池日”。“美國能源部(DOE)通過‘氫能規(guī)劃’實現(xiàn)氫能和燃料電池技術(shù)的研究與應(yīng)用。規(guī)劃制定了從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的路線,時間從2000年至2040年。”干勇說。

在DOE的規(guī)劃之下,2004年美國加州制定了氫能高速公路藍(lán)圖規(guī)劃,提出燃料電池基礎(chǔ)設(shè)施框架。美國還頒布《能源與獨立法案》,推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

在氫能利用方面,美國能源部加大了投入力度,2013年與現(xiàn)代、奔馳、日產(chǎn)和豐田等共同出資啟動了H2USA項目,開發(fā)氫燃料電池和建立更為廣泛的加氫站。此外,美國還將實施中西部燃料運輸走廊行動計劃,建立電動、燃料電池乘用車、卡車和公共汽車的運輸路線。

除了燃料電池汽車外,燃料電池叉車在美國被廣泛使用?！吨袊噲蟆酚浾咴稍L美國相關(guān)人士,沃爾瑪、亞馬遜等企業(yè)大量采用燃料電池叉車,主要考慮兩個因素,一是大部分貨物存放在室內(nèi)倉庫,用傳統(tǒng)燃油叉車,尾氣很難排到室外;二是提心電動叉車起火燃燒。盡管成本高一些,幾家企業(yè)綜合考慮后仍然大量使用燃料電池叉車。

德國汽車企業(yè)早就研發(fā)出可以量產(chǎn)的燃料電池車型,囿于加氫站數(shù)量少,沒有投入大規(guī)模生產(chǎn)。盡管德國近年來對電動汽車的支持力度更大,但對可再生能源利用的規(guī)劃沒有放松,電轉(zhuǎn)氣項目即是其中之一,通過電解水生成氫氣,再與CO2結(jié)合生成便于儲存運輸?shù)募淄?。另?德國啟動了“氫流動圖”計劃(H2 Mobility),擬投入3.5億歐元,在2023年前建設(shè)超過400座加氫站。

法國也發(fā)布了國家氫能計劃,投資1億歐元用于氫能、交通及儲能領(lǐng)域,到2020年建設(shè)100座加氫站,5000輛燃料電池商用車,200輛重型車,到2028年,加氫站達(dá)到400-1000座2-5萬輛商用 車和800-2000輛重型車輛。

2018年2月,韓國Hydrogen Fusion Alliance Bureau(H2KOREA)組織在平昌論壇發(fā)表了韓國建立氫能經(jīng)濟(jì)社會方案,2025年之前,政府資助為主,建設(shè)200座加氫站,燃料電池汽車數(shù)量達(dá)到10萬輛,2030年后,韓國進(jìn)入氫能社會,加氫站覆蓋全國,數(shù)量達(dá)到520座,建立全規(guī)模氫氣管道。私人消費引領(lǐng)燃料電池汽車增長,在新車銷量中燃料電池汽車占10%。

盡管印度不是汽車生產(chǎn)強(qiáng)國,在氫能發(fā)展上也將實施“十二期”RD&D計劃,支持氫氣生產(chǎn)、儲存和燃料電池應(yīng)用。巴西是乙醇燃料生產(chǎn)大國,在氫能發(fā)展上也有涉及,推出PaCOS 4計劃,總投資750萬美元。在2018年3月前,英國為燃料電池乘用車購買者提供4500英補(bǔ)貼,2019年投資2.5億歐元用于燃料電池汽車研發(fā)與推廣。

在氫能競賽中,多個國家的傳統(tǒng)能源公司也加入進(jìn)來,比如丹麥?zhǔn)凸靖拿蠴rsted,廣東粵電集團(tuán)更名為廣東能源集團(tuán)公司,在傳統(tǒng)能源的基礎(chǔ)上,把氫能納入到自己的經(jīng)營范圍之中。