在“十五五”規(guī)劃建議中,氫能被列為未來產(chǎn)業(yè)。綠氫這一由太陽能、風(fēng)能等可再生能源制成的零碳?xì)錃?,正成為推?dòng)能源轉(zhuǎn)型不可或缺的力量。然而,成本高昂、關(guān)鍵技術(shù)待突破、安全認(rèn)知不足等挑戰(zhàn)依然擺在眼前,綠氫產(chǎn)業(yè)應(yīng)如何破局,駛向規(guī)模化應(yīng)用的藍(lán)海?近日,《中國化工報(bào)》記者采訪了多位業(yè)界專家。
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然選擇
按制取方式和碳排放水平劃分,氫能主要有灰氫、藍(lán)氫、綠氫三種技術(shù)路線。其中,在制取過程中幾乎不產(chǎn)生碳排放的綠氫正成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵抓手。
近期,綠氫被寫入多省份的政府工作報(bào)告中,如吉林省做強(qiáng)綠電、綠氫、綠色化工和裝備制造全產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)“綠氫+”產(chǎn)業(yè)發(fā)展;青海省圍繞“以綠制綠”,加快推進(jìn)實(shí)施綠電直連工程,做強(qiáng)綠氫等品牌;遼寧省促進(jìn)綠氫氨醇全鏈條發(fā)展,打造東北亞綠色船燃儲(chǔ)運(yùn)加注中心,爭創(chuàng)國家綠色氫能及氫基能源基地。
為何選擇綠氫?航天長征化學(xué)工程股份有限公司氫能事業(yè)部總經(jīng)理殷雨田將綠氫比作連接新能源與傳統(tǒng)工業(yè)的“路由器”。她指出:“綠氫把新能源轉(zhuǎn)化成化工、冶金、交通等領(lǐng)域可用的綠色動(dòng)力,起到了橋梁和紐帶的作用。”中國能源經(jīng)濟(jì)研究院常務(wù)副院長魏秋利則認(rèn)為,發(fā)展綠氫的意義已超出單純的能源范疇,成為建設(shè)綠色生產(chǎn)生活方式的重要組成部分。
北京派瑞華氫能源科技有限公司總經(jīng)理王慶斌坦言,發(fā)展綠氫在一定程度上是“雙碳”目標(biāo)“倒逼”的結(jié)果,也是融入世界經(jīng)濟(jì)環(huán)境、避免未來貿(mào)易壁壘的戰(zhàn)略選擇。
規(guī)?;瘧?yīng)用面臨三大挑戰(zhàn)
盡管政策保障和標(biāo)準(zhǔn)指引清晰,但綠氫產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;瘧?yīng)用卻遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期。專家指出,經(jīng)濟(jì)性不足、技術(shù)成熟度有待提高與安全性存在考驗(yàn)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路上的三道坎。
經(jīng)濟(jì)性不足是綠氫規(guī)?;瘧?yīng)用的首要障礙。魏秋利直言:“目前綠氫還處于商業(yè)化早期,最大的問題就是成本經(jīng)濟(jì)性不夠。”殷雨田進(jìn)一步分析,電力成本在綠氫生產(chǎn)成本中占了60%~70%,再加上折舊、運(yùn)維以及其他可變成本,導(dǎo)致綠氫終端價(jià)格短期高企。
王慶斌算了一筆賬,即便在內(nèi)蒙古等風(fēng)光資源豐富區(qū)域,將制氫生產(chǎn)成本控制在每公斤20~30元,經(jīng)過長途?;愤\(yùn)輸、加氫站運(yùn)營、加注、稅費(fèi)等一系列環(huán)節(jié)后,終端成本可能飆升至每公斤50~80元以上,在與價(jià)格更低的工業(yè)副產(chǎn)氫的競爭中毫無優(yōu)勢(shì)。他認(rèn)為,長期依賴國家補(bǔ)貼和政策指令不可持續(xù),最終必須依靠市場(chǎng)及時(shí)調(diào)節(jié),建立適合產(chǎn)品的市場(chǎng)機(jī)制。“就好比一噸有綠證的鋼材能比普通鋼材更熱銷,在這樣的市場(chǎng)機(jī)制下,企業(yè)才有真正的動(dòng)力去發(fā)展綠氫。”他說。
其次,綠氫在技術(shù)成熟度方面仍有待提升。殷雨田指出,在裝備端,運(yùn)行時(shí)間短,問題暴露不充分,尚不足以指導(dǎo)產(chǎn)品高效迭代;工程端則還沒有形成工程與裝備的全面系統(tǒng)耦合,至于能夠駕馭不穩(wěn)定綠電從而高效制氫的“智能大腦”更需細(xì)致打磨。她呼吁業(yè)界秉持謙虛謹(jǐn)慎的態(tài)度對(duì)待綠氫裝備及工程技術(shù),聚焦產(chǎn)品可靠性和技術(shù)升級(jí),而非盲目陷入價(jià)格內(nèi)卷。
魏秋利同樣表示,電解槽技術(shù)仍需完善,容量、效率、能耗需進(jìn)一步優(yōu)化,要因地制宜發(fā)展更具經(jīng)濟(jì)性的制氫技術(shù),更高效地生產(chǎn)綠色氫氣。
儲(chǔ)運(yùn)方面的安全性同樣存在考驗(yàn)。魏秋利指出,綠氫在儲(chǔ)運(yùn)過程中仍存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),很多材料或儲(chǔ)運(yùn)裝置尚不能完全保證綠氫的安全性。氫氣在專業(yè)化工領(lǐng)域雖可控,但民用端的儲(chǔ)運(yùn)和使用風(fēng)險(xiǎn)同樣不容忽視。此外,公眾科普不足,缺乏應(yīng)對(duì)氫氣泄漏等突發(fā)狀況的專業(yè)能力。“要讓公眾想到氫能就像想到油車一樣,在出現(xiàn)小問題時(shí)能被輕松處理。這樣氫能才能在民用領(lǐng)域真正推廣開。”他說。
“傳統(tǒng)能源與新能源發(fā)展并非替代關(guān)系,而是需要融合發(fā)展。綠氫雖然是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),但眼前更多的是要解決生存問題。無論是制度設(shè)計(jì)還是規(guī)則設(shè)置,都要量力而行、因地制宜。”王慶斌指出。
找準(zhǔn)定位創(chuàng)造確定性需求
面對(duì)重重挑戰(zhàn),魏秋利建議:“業(yè)界要找準(zhǔn)市場(chǎng)定位,將綠氫的定位從‘能源’轉(zhuǎn)向‘工業(yè)原料’,優(yōu)先在化工、冶金領(lǐng)域作為綠色原材料使用,創(chuàng)造大規(guī)模、高價(jià)值的確定性需求,通過規(guī)?;瘧?yīng)用拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈成熟,為后續(xù)的降本和技術(shù)突破爭取時(shí)間。”
為了從根本上降低儲(chǔ)運(yùn)成本,他提出兩種解決方案:一是“就近消納”,將產(chǎn)業(yè)直接布局在風(fēng)光資源豐富的西部、北部區(qū)域,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氫但不運(yùn)輸;二是“孤島系統(tǒng)”,在風(fēng)電和海上資源豐富的島嶼,利用風(fēng)力發(fā)電或海洋發(fā)電就地制氫,用于本地能源補(bǔ)給點(diǎn),最大限度減少中間環(huán)節(jié)的成本負(fù)擔(dān)。
為規(guī)避氫氣儲(chǔ)運(yùn)的高成本與高風(fēng)險(xiǎn),將綠氫轉(zhuǎn)化為綠氨醇已成為行業(yè)“新寵”。魏秋利指出,目前行業(yè)比較關(guān)注的方向是“綠色氫氨醇”,其中綠色氨醇因其安全性高,且在船運(yùn)加注方面可用于將目前的油或氣部分“綠化”,在航空運(yùn)輸、船運(yùn)及煤電等領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。
盡管前路漫漫,但業(yè)界對(duì)于綠氫終將實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用已形成共識(shí)。“目前來看,未來的綠氫產(chǎn)業(yè)會(huì)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,這是可以肯定的。”王慶斌提出,從日本、韓國、歐洲到中東產(chǎn)油國如沙特、阿聯(lián)酋、伊朗,再到澳大利亞、智利、巴西,以及東南亞國家,全球范圍內(nèi)都在積極推動(dòng)減排降碳,這為綠氫創(chuàng)造了巨大的國際市場(chǎng)空間。
對(duì)于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長的時(shí)間點(diǎn),業(yè)界則需保持理性與耐心。王慶斌認(rèn)為,綠氫產(chǎn)業(yè)鏈涉及領(lǐng)域廣泛,不僅涉及制氫本身,還包括氫氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、分配及利用等環(huán)節(jié),其能得到廣泛應(yīng)用的成熟周期可能在未來30年甚至50年之間。“十五五”期間,綠氫產(chǎn)業(yè)的主題仍是打基礎(chǔ)、理體系,行業(yè)需要嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)地繼續(xù)攻關(guān),在技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、商業(yè)模式探索上扎實(shí)推進(jìn),為“十六五”的長足進(jìn)步積蓄力量。
殷雨田用“蓬勃發(fā)展”四個(gè)字來概括綠氫的未來趨勢(shì)。她提出,“十五五”期間尤其是中后期,產(chǎn)業(yè)整體將呈現(xiàn)健康向好態(tài)勢(shì)。這種“向好”并非無序擴(kuò)張,而是行業(yè)經(jīng)過一次洗禮后逐步走向理性,圍繞綠色化工、綠色冶金以及綠色燃料等核心場(chǎng)景展開扎實(shí)探索,最終邁進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的新階段。
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