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中国亟须明确绿氢范畴,规范氢能产业发展

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2023年以来,欧美日作为氢经济的倡导者,相继发布相关政策并明确氢气定义。2月13日,欧盟通过并公布了可再生能源指令(RED II)要求的两项授权法案草案,提出详细规则定义了欧盟可再生氢;6月5日,美国推出国家氢能战略《国家清洁氢战略和路线图》,明确清洁氢概念;6月6日,日本发布新版《氢能基本战略》,对低碳氢和低碳氨进行了定义。如此种种,充分表明,世界主要经济体对氢能发展寄予厚望,都在提前布局,试图在氢能领域的全球竞争中取得领导地位。作为全球最大的氢能生产国,中国对可再生氢等绿色低碳氢气(简称“绿氢”)的定义和分类方法却相对滞后,国内氢能产业未来发展方向尚未厘清。赛迪研究院节能与环保研究所调研发现,受政策不确定性影响,部分企业投资氢能产业顾虑较多。基于此,中国应在政策层面尽快明确绿氢范畴和相关标准,为氢能产业发展提供规范指引。

一、国际绿氢分类方法

(一)按来源分类,氢气颜色体系复杂

氢气是一种无色无味的气体,但通常以颜色进行命名。氢气颜色从最初的灰、蓝、绿,逐渐增加了棕、粉、黄、白、绿松石等,相应定义及优缺点见表1。不难看出,氢气的颜色主要取决于一次能源种类、制氢方式和是否配备碳捕集装置。不同颜色种类的氢气各有优缺点,目前还没有一种氢源同时满足经济性高、绿色低碳和成规模三个条件。

表1 常见氢气分类标准及优缺点(按颜色分)

(二)按碳排放分类,各经济体标准建设进展不一

近年来,中美欧等主要国家和地区加快推动绿氢发展,陆续将全生命周期碳排放作为核心衡量指标,且给出了各自对绿氢的定义。其中,欧洲进展最快,为氢气自愿认证、碳交易、可持续投资和落实减碳政策等定义了4种氢气类型,碳排放强度由高到低依次为氢气碳排放基准(6.84kgCO2eq/kgH2)、 可再生氢(4.4kg CO2eq/kgH2)、可再生燃料氢(3.3kgCO2eq/kgH2)、可持续氢(3kgCO2eq/kgH2),并对可再生燃料氢加入了绿色电力来源要求。美国绿氢分类方法相对简单,定义了清洁氢(4kgCO2eq/kgH2),主要为氢能产业财政补贴服务。日本在最新的氢能 战略中也提出了低碳氢的定义(3.4kgCO2eq/kgH2),明确了境外生产氢的碳排放要涵盖长途运输等全生命周期。

(三)以“双碳”目标为导向,应以碳排放为核心指标对氢气分类

按来源对氢气分类较为直观且通俗易懂,通过颜色的不同即可知晓其工艺来源,但技术开放性较低且无法动态调整,锁定绿氢技术路线不利于各种技术路线并行发展。与之相对的按碳排放对氢气分类则对技术路线更加开放,有明确指标要求, 更易量化,适合与政策相嵌套。现阶段中国将碳达峰、碳中和作为目标,其核心同样是碳排放指标。基于此,中国的氢能产业发展应以碳排放为核心指标对氢气分类,将绿氢与碳排放深度绑定,引导产业向“低碳”“零碳”发展,助力碳达峰、碳中和“1+N”政策体系的实施与推进。

二、中国氢气分类方法现状和问题

(一)中国氢气分类方法相对滞后,目前尚无绿氢官方定义

从政策法规层面看,中国的《能源法》和《氢气、氢能与氢能系统术语》(GB/T 24499-2009)对氢气的定义相对宽泛,并没有对氢气进行明确分类和划分,未对氢气的来源、工艺和碳排放等进行详细区分,也没有准确的绿氢定义与解释。

根据公开资料,中国现有的氢气分类方法仅有中国氢能联盟等提出的团体标准 《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》,按碳排放将氢气定义了低碳氢(14.51kgCO2eq/kgH2)、清洁氢(4.9kgCO2eq/kgH2)和可再生氢(4.9kgCO2eq/kgH2,且由可再生能源制取)。

(二)绿氢范畴不明确,将迟滞氢能产业发展进程

一方面,现阶段是绿氢产业发展初期,生产成本和技术难度较高,需要大量资金投入和技术创新,缺乏明确的绿氢定义将影响投资者对产业发展的信心,造成市场混乱,进而降低绿氢的市场竞争力和推广效果。另一方面,政策制定者和氢气生产商对绿氢会有不同的理解与定义,比如现阶段可再生能源制氢成本无法在短时间内大幅降低,从政策角度会倾向于将工业副产氢作为绿氢,采用提高其利用水平的方式过渡,这与企业所认为的绿氢,存在一定差别,可能导致补贴支持政策无法有效地促进绿氢技术的应用和产业发展,进而影响氢能产业的发展速度。 (三)绿氢范畴不明确,将削弱氢能在绿色低碳转型中的作用

一方面,绿氢具有零碳或低碳排放特性,缺乏绿氢分类方法可能导致绿氢在能源转型过程中的优势无法得到充分体现、作用无法充分发挥,进而影响中国能源结构优化。另一方面,没有明确的绿氢分类方法,绿氢与其他能源类型的碳排放减少效果难以区分,这将导致在评估碳排放削减进度时出现误差,导致减排效果不及预期。此外,在全球范围内推进绿色能源合作是实现“双碳”目标的重要途径,缺乏绿氢分类方法可能影响到中国与其他国家在绿氢产业领域的合作,从而对中国在全球绿色能源发展中发挥的作用造成影响。

三、对策建议

(一)制定基于碳排放强度的动态氢气分类方法

建议以欧盟“可再生能源指令”为参照,结合中国实现“双碳”目标各阶段的实际情况,以碳排放作为氢气分类的最重要指标。同时,还应结合工业副产氢、可再生能源制氢等因素,出台动态氢气分类方法的相关政策。根据各阶段发展需求,划定氢气类别,为国内氢能产业指明发展方向,坚定企业投资绿氢赛道的决心和信心。

(二)明确各类制氢方式的全生命周期碳排放核算方法

作为氢气分类方法的核心指标,全生命周期碳排放的核算至 关重要。应根据我国实际情况,重点明确煤制氢、工业副产氢、 天然气制氢以及电解水制氢的全生命周期碳排放核算方法。全 面、准确地掌握氢能产业碳排放数据,打好数据底座,支撑氢气 分类方法的科学制定。

(三)出台加快绿氢制备和多元化应用的支持政策

建议针对氢气分类方法所划分的绿氢范畴,加快推动绿氢技 术创新和推广应用,支持电解槽等关键零部件技术研发,开展绿氢化工、氢冶金等工业领域绿氢应用示范,实施提高工业副产氢 利用率和利用效率的行动计划。此外,还可以通过政府、企业和 科研机构等多方合作,共同打造氢能产业创新平台,加强科研合 作和技术转化,以促进氢能产业的快速发展。(作者张秉毅、李欢来自赛迪研究院)

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编辑:敬之