綠氫時代離我們還有多遠？

當前氫能產(chǎn)業(yè)逐漸進入發(fā)展快車道。北京市提出，2023年前，北京市力爭推廣氫燃料電池汽車3000輛，2025年前力爭實現(xiàn)氫燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛。上海市計劃，到2025年，建設(shè)各類加氫站70座左右，燃料電池汽車保有量突破1萬輛，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1000億元。

12月15日，一輛氫能中運量公交車(左)駛?cè)霘淠芄卉嚰託庹炯託?無人機照片)。 新華社記者 方喆 攝

我國是世界最大的制氫國，年制氫量約3300萬噸，但大部分來自化石能源制氫，屬于灰氫;綠氫(通過光伏發(fā)電、風電等新能源電解水制氫)占比較低。如何讓氫能產(chǎn)業(yè)更綠色、更低碳，日益成為業(yè)界關(guān)注的焦點。

積極布局綠氫產(chǎn)業(yè)

在廣東佛山，氫能源有軌電車、氫能源公交車在城市穿梭，行人騎著氫能共享單車，加氫站隨處可見……

在距離佛山數(shù)千里之外的內(nèi)蒙古寶利煤礦，幾個月前，一個“零碳礦區(qū)”實現(xiàn)了突破：陜西同力重工股份有限公司聯(lián)合佛山仙湖實驗室打造出礦山行業(yè)的首臺氫能源運輸用車，利用礦區(qū)豐富的太陽能光伏制氫作為車輛的動力源，能耗大的老問題得到解決。

國家能源局總工程師向海平說，截至目前，全國已有20多個省區(qū)市發(fā)布氫能規(guī)劃和指導意見等政策文件。國企、民企、外企對發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)都展現(xiàn)出極大熱情，長三角、珠三角、環(huán)渤海三大區(qū)域氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)集群化發(fā)展態(tài)勢。

9月3日，在2022中國(太原)國際能源產(chǎn)業(yè)博覽會，中國華能集團有限公司工作人員向參觀者介紹其綠氫產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。新華社記者 楊晨光 攝

今年3月，國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》，提出未來要構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點發(fā)展可再生能源制氫，嚴格控制化石能源制氫。

據(jù)不完全統(tǒng)計，今年前三季度，我國各地上馬綠氫項目達40多個，主要分布在內(nèi)蒙古、河北、寧夏、甘肅、新疆等風、光資源豐富的地區(qū)。

今年9月，內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局發(fā)布2022年度風光制氫一體化7個示范項目，這些項目投產(chǎn)后可年產(chǎn)6.3萬噸綠氫;寧夏寧東2022年擬開工新建綠氫制備和應(yīng)用項目4個，綠氫產(chǎn)能將達到3.6萬噸;今年10月，廣匯能源公司表示擬投資1.34億元，在新疆建設(shè)綠電制氫及氫能一體化示范項目……

佛山環(huán)境與能源研究院院長趙吉詩說，綠氫示范項目有四大特征：一是綠氫制備規(guī)模大型化，已進入萬噸級;二是地域分布集聚化，以風、光資源豐富地區(qū)為主;三是終端應(yīng)用多元化，由交通向石油煉化、煤化工領(lǐng)域拓展，為工業(yè)領(lǐng)域脫碳開展示范探索;四是項目主體多以央企為主，如中石化、國家電投、中國能建等。

為何要大力發(fā)展綠氫?

日前，西班牙、法國、葡萄牙三國啟動歐盟首條大型綠氫輸送走廊計劃，項目將在2030年前投入使用，每年輸送綠氫200萬噸，約占歐盟綠氫消費量的10%。

專家表示，綠氫取代灰氫，將成為全球發(fā)展趨勢。中國國際經(jīng)濟交流中心常務(wù)副理事長張曉強說，碳中和已成為全球共識，主要發(fā)達國家都出臺了氫能發(fā)展戰(zhàn)略，把綠氫作為實現(xiàn)碳中和目標和應(yīng)對氣候變化的重要選項。未來，綠氫將成為能源國際合作的重要內(nèi)容。

目前，全球仍以化石能源制氫為主。根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，2021年全球氫氣產(chǎn)量達到9400萬噸，基本來自化石能源制氫，綠氫占比僅為0.4‰，由此產(chǎn)生的二氧化碳排放量超過9億噸。

《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》提出不同階段發(fā)展目標：到2025年，基本掌握核心技術(shù)和制造工藝，燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站，可再生能源制氫量達到10萬至20萬噸/年，實現(xiàn)二氧化碳減排100萬至200萬噸/年;到2030年，形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，有力支撐碳達峰目標實現(xiàn);到2035年，構(gòu)建多元氫能應(yīng)用生態(tài)，可再生能源制氫在終端能源消費中的比重明顯提升。

張曉強表示，全球綠氫合作空間廣闊，中國要積極融入全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈，參與國際氫能標準體系建設(shè)。

多位專家表示，當前應(yīng)盡快制定綠氫國際標準。國家有色金屬新能源材料與制品工程技術(shù)研究中心主任蔣利軍說，要想真正實現(xiàn)全球綠氫貿(mào)易，必須實現(xiàn)綠氫標準互認。

全國氫能標準化技術(shù)委員會秘書長鮑威表示，綠氫的認定需要有統(tǒng)一的核算方法，同時需要有相對客觀、科學的指標體系。

下一步發(fā)力點在哪里?

一些專家認為，目前可再生能源制氫成本遠高于化石燃料制氫，成為綠氫進一步商業(yè)化的最大“攔路虎”。

“大規(guī)模低成本綠氫技術(shù)路線尚不明確。”中國國際經(jīng)濟交流中心科研信息部部長景春梅分析認為，堿性電解水制氫缺少規(guī)?；瘧?yīng)用，難以適應(yīng)風、光電力的間歇性和波動性;質(zhì)子交換膜制氫成本高，關(guān)鍵技術(shù)和核心部件受制于人;陰離子交換膜、固體氧化物電解水、光解水制氫、熱化學循環(huán)水解制氫技術(shù)還處于基礎(chǔ)研發(fā)或試點示范階段。

景春梅介紹，電解水制氫成本是化石能源制氫的2到3倍，可再生能源制氫成本相比化石能源制氫差距則更大。

“綠氫成本高是當前世界各國面臨的共同挑戰(zhàn)。”張曉強說，要積極探索低成本的綠氫供應(yīng)路徑，穩(wěn)步構(gòu)建綠氫產(chǎn)業(yè)體系。

“綠氫社會的到來，還有一個相對漫長的過程。”廣東省武理工氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院執(zhí)行院長張銳明坦言，成本問題是氫能規(guī)模化應(yīng)用最主要的痛點，可再生能源制氫成本降低，有賴于材料的技術(shù)進步，而這將會是比較長的過程。

景春梅建議，未來應(yīng)以綠氫為導向，鼓勵新能源大基地優(yōu)先發(fā)展制氫產(chǎn)業(yè);鼓勵化石能源和新能源優(yōu)化組合，通過從綠電到綠氫，在化工、冶金等領(lǐng)域逐步實現(xiàn)綠氫對灰氫的減量替代。

中國科學技術(shù)協(xié)會主席萬鋼表示，要加強氫能產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計，強化綠色氫能消費引導，探索構(gòu)建綠氫碳足跡證書制度。加快氫能產(chǎn)業(yè)碳市場建設(shè)，探索綠電交易、汽車產(chǎn)業(yè)積分交易等同國家碳市場的銜接機制，推動綠色氫能從制取到應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)全環(huán)節(jié)融入國家碳循環(huán)管理體系。