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3300万吨年产量、超过300家公司!中国氢能产业如何引领世界?

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目前,中国已经制定了“双碳”目标,经济转型和能源转型势在必行,其中氢能发展成为热点,备受各级政府、众多企业和广大公众的关注。

中国氢能产业目前发展形势如何呢?发展路径中面临的困境有哪些?对外经济贸易大学国际经贸学院董秀成教授和前瞻经济研究院徐文强院长对此做出了回答。董秀成指出,2021年我国氢气产能产量超过3300万吨,电解水制氢技术已经相对成熟,每年可以达到9亿立方米的制氢能力,氢能全产业链规模以上工业企业已经超过了300家。已是妥妥的氢能大国。

徐文强认为,目前我国氢能产业发展面临着能源效率转化、基建、应用场景三大问题。氢能总体能量使用效率只有约40%,远远落后于纯电路线,导致竞争力不强。就另外,应用的场景很多,“没有氢就不行的”却很少。徐文强认为,对氢能产业应该加大政策扶持力度。

目前,在全球范围内,制氢的主要途径还是依靠传统化石能源的化学重整,其中天然气重整制氢的占比约为48%,而真正通过绿色途径的电解水制氢的占比仅占4%。不过,个别国家制氢途径与大多数国家存在差异,比如日本在电解水制氢方面发展较快,其盐水电解水制氢的产能已经占其总产能的63%,因此受到全球瞩目。

中国制氢则主要依赖煤气化制氢及工业副产氢的方式,电解水制氢能力很有限,产量占比很小,仅仅占制氢总产量的1%,这与日本相比,差距甚大。

中国能源结构与整个世界相比,具有极其特殊的特点,那就是能源界一直公认的说法,也就是所谓的“富煤少气”。对于化石能源产业来说,目前传统化石能源公司已经拥有比较成熟的制氢、用氢、气液储运经验和危化品储运管理资质及完善的销售系统,同时也具备一定的氢能消纳能力,发展氢能产业具有比较好的基础。

在氢能制备方面,可再生能源制氢项目在华北和西北等地积极推进,而电解水制氢的成本也出现稳中有降的态势。在氢能市场上,中国在应用方面具有全球最大的潜在市场,如果绿氢技术一旦成熟以后,那么便可以在市场上进行大规模布局和利用,通过规模效应来尽快降低成本。

徐文强建议,政府应为氢能产业发展提供更大力度的支持。在资金方面,部分发达国家提出数十亿甚至百亿美元规模的资金支持,而中国的氢能规划中仅表示要发挥好中央预算内投资引导作用,希望未来提出明确的资金支持计划。

此外,参考过去政策引导纯电动汽车产业发展的经验,各地政府可以效仿当时强制在公共交通领域推广电动汽车的举措,在氢能源的优势领域加大推广力度,建立健康、良性的商业模式。

除了政策助力以外,技术方面的突破,也有助于氢能产业获得竞争优势。

电解水技术的低效率和设备的高成本,也是制约氢能发展的主要原因之一。在主流的电解技术中,传统碱性(ALK)电解技术存在效率低、产氢纯度低、强碱腐蚀性、沉淀堵塞降低性能以及动态响应速率慢等诸多致命问题,质子交换膜(PEM)电解、阴离子交换膜(AEM)电解等技术是未来的主要方向。

PEM电解技术的主要障碍在于,由于要用到昂贵稀缺的铂族金属作为氧化物,成本居高不下。不过,对于减少相关金属使用量或者寻找替代物的研究,业内已经在持续推进,未来可期。

在氢能储运方面,除了潜液式液氢泵等在液氢运输方面相当有前景的技术以外,徐文强院长认为,新兴的固态储氢技术以其的体积储氢密度高、安全性更好的特性,也值得研究和关注。

其中,依托于我国丰富的镁资源,国内团队对于镁基固态储氢的研究取得了相当程度的突破,产业化也实现落地。

除此以外,其他各个环节的关键技术研究,也都在稳步推进当中。但这仍然需要国家政策的大力扶持。

编辑:敬之

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