專家建議:打造氫能「無碳城」和「綠氫」經濟帶

2020-12-06 中國經濟周刊

文|曲博

氫能具有清潔、高效的優點,被認為是21世紀最具發展前景的二次能源。近年來,美國、日本、韓國等部分國家和地區相繼把氫能上升到國家能源戰略高度,氫能源產業正處於從工業原料向大規模能源應用的戰略轉折點。加快氫能產業布局對促進中國石油化工企業可持續發展、保障國家能源安全有重要的現實意義。

一、氫氣全產業鏈概況

完整的氫氣產業鏈由制氫、儲運和利用三大要素組成,分別對應產業鏈的上遊、中遊和下遊。

(一)上遊:氫氣的製備

目前,製備氫氣的方式主要包括化石原料制氫、電解水制氫、工業副產制氫、生物質制氫四大類;但在工業上能夠實現規模化、具有經濟性、佔據主導地位的制氫原料仍是煤和天然氣等化石原料。2018年,全球氫氣產量約7000萬噸,其中煤制氫約佔23%,天然氣制氫約佔68%,來自電解水的氫氣佔比不到2%;我國氫氣產量為1980萬噸,其中煤制氫佔62%,天然氣制氫佔19%,水解制氫僅佔1%。

以上幾種制氫方式中利弊(表1),其中煤和天然氣制氫技術最成熟、成本最低,是大規模工業化應用的首選,但其碳排高,環保成本不容忽視;工業副產制氫的成本雖然與化石原料大體相當,但氫氣純度較低,且產量有限,難以滿足大規模工業化生產需要;電解水制氫,特別是利用水電和可再生能源電解水制氫可以實現真正意義上的零汙染、零排放,且氫氣產品純度高,但該方法用電量大、能源效率偏低是目前所有制氫方式中成本最高的;生物質制氫是利用厭氧菌或光合菌對有機物進行轉化制氫,這方法目前仍停留在實驗階段,還不能長時間穩定產氫。

(二)中遊:氫氣的儲存和運輸

氫氣的儲運方式包括管道、壓縮氫氣、液化氫氣、液體有機物氫載體、金屬合金儲氫等(表2)。

壓縮氣態和低溫液態是目前氫氣儲運的主要方式;不過壓縮氫氣的高壓和液氫的低溫、易氣化等特點都限制了其儲運規模和儲存時間,增加了其儲運成本。日本在液氫儲運方面走在世界前列。2014年6月,川崎重工宣布將設計世界上第一艘運輸液氫船舶,採用與LNG相似的方式在國際市場運輸氫氣;2019年12月,該公司設計製造的全球第一艘液氫運輸船Suiso Frontier在日本神戶港下水;該船計劃在2020年底前首航至澳大利亞,將該國利用褐煤生產的氫氣液化後運回日本。

管道運輸上,氫氣專輸管道單位長度投資約是天然氣管道的3倍,且由於氫氣的逸散性強、燃點低,輸氫管道項目獲得批准的難度遠大於天然氣管道。美國在氫氣的管道運輸方面擁有技術優勢。目前,全球氫氣管道總長度約5OOO公裡,其中一半以上位於美國,主要用來向煉廠和化工廠輸送氫氣。也有人提出在現有天然氣管道中混入一定比例的氫氣,在終端再次分離用來運輸氫氣或是用於提高天然氣的熱值,但目前仍如在前期研究階段和小規模示範階段。

總體來看,氫氣的大規模運輸和儲運是制約氫能產業發展的瓶頸,其經濟性和安全性都有待完善,是目前各國研究的重點。

(三)下遊:氫氣的利用

氫氣的利用包括工業應用(石油化工、冶金等)、發電(燃氣輪機發電、燃料電池分布式發電)和交通運輸(氫能內燃機、燃料電池汽車)三大方面。

1.工業應用

氫氣是重要的工業原料之一,長期、大量被用於煉油、化工、冶金等領域。例如,在煉油過程中,氫氣主要用於石腦油加氫脫硫、粗柴油加氫脫硫、燃料油加氫脫硫、改善飛機燃料的燃燒性能和加氫裂化等方面;在石油化工領域,氫氣主要用於C3餾分加氫、汽油加氫、C6-C8餾分加氫脫烷基以及生產環己烷等方面。目前,全球範圍內90%以上的氫氣被作為工業原料使用(圖1)。

2.發電

目前,氫燃氣輪機發電和燃料電池分布式發電仍在發展前期。2018年,三菱日立公司在其天然氣電廠成功測試了摻氫混合燃氣發電(30%氫氣、70%甲烷);2019年12月,美國通用電氣公司(GE)的50%摻氫燃氣輪機在實驗室測試獲得成功;日本川崎重工正在其德國實驗室測試100%氫燃氣發電技術。日本經濟產業省下屬新能源與產業技術綜合開發機構(NEDO)發布的《NEDO氫能源白皮書》中提出,「將推動氫成為電源構成的一部分」「以氫作為燃氣輪機燃料的氫發電技術有望成為家用燃料電池和燃料電池車之後的第三大支柱」。大型氫燃料燃氣輪機發電已成為大型燃氣輪機發電的最新趨勢,代表了大型電廠朝著更低排放甚至碳排放、更高發電效率的發展方向。

此外,氫氣在燃料電池中發生電化學反應轉化為電和熱,整體效率可達95%以上,生成產物只有水,具有高效、環保、靜音和模塊化等優點,尤其適用於社區、醫院、學校、辦公樓等建築及家庭使用,已成為全球分布式能源發展的熱點之一。

3.交通運輸

代替石油作為交通運輸燃料是近年氫能產業鏈上最熱點的領域,也是氫氣從工業原料向能源轉變的重要推動因素。目前,氫氣作為能源在交通運輸上的應用有兩個大方向:氫燃料電池汽車和氫內燃機汽車。

(1)氫燃料電池汽車

截至2019年,全球氫燃料電池汽車保有量為10409輛,以豐田Mirai和現代NEXO為主;美國、歐洲和日本是全球的最大的氫燃料電池汽車市場。根據加氫站統計組織H2Station數據,截至2019年底,全球在運營加氫站共有432座,其中330座為類似傳統加油站的公共加氫站;另有226個加氫站在建和計劃修建。在現有加氫站中,歐洲有177座,約佔41%,其中德國87座、居歐洲之首,法國26座、居第二位;北美有74座,其中48座位於美國加州,加拿大僅1座;亞洲178座,其中日本最多、為114座,其次是韓國、有33座,中國27座。

目前,日本在家庭用氫燃料電池熱電聯供和氫燃料電池汽車商業化運作方面都是最成功的。早在2014年,日本就提出了加速建設和發展「氫能社會」的戰略方向,並制定了「氫能與燃料電池戰略路線圖」。截至2019年,日本氫燃料電池乘用車保有量約3000輛、燃料電池大巴約100臺;日本計劃到2040年將氫燃料電池汽車的續航裡程延長至目前的1.5倍、約1000公裡,氫燃料電池汽車保有量達到300-600萬輛,約佔其汽車保有總量的5%-10%。

美國氫燃料電池乘用車和叉車保有量領先全球,豐田Mirai在美國銷售了超過2900輛氫燃料電池汽車;美國還擁有世界最大的氫燃料電池叉車企業Plug Power,目前已有超過2萬輛燃料電池叉車,進行了超過600萬次加氫操作。2019年,美國車用氫氣量佔其氫氣總產量的14%。

韓國在2019年初發布其「氫能經濟發展路線圖」,旨在大力發展氫能產業,引領全球氫燃料電池汽車和燃料電池市場發展。其計劃以現代等汽車企業為依託,推動氫燃料電池汽車在國內的普及;到2022年,將氫燃料電池乘用車和公交車保有量分別從2019年的2000輛和200量增至15000量和1000輛以上。

與日、韓不同,我國將商用車作為氫燃料電池汽車的核心應用場景。2017年,上汽集團發布國內首款氫燃料電池輕型客車-大通V80;東莞氫宇等企業正在氫燃料電池叉車方面開展攻關。

(2)氫內燃機汽車

使用氫氣替代石油作為汽車內燃機燃料的相關研究在上世紀80年代便開始了,寶馬、馬自達等車企都曾開展過乘用車氫內燃機方面的研究,並提出過相關產品,如馬自達的RENESIS氫轉子發動機,但因為在儲氫、內燃機效率等方面與傳統內燃機和氫燃料電池相比沒有優勢,最終都擱置了氫內燃機的開發。不過,對於商用車氫內燃機的研究一直沒有停止,而且近兩年取得了比較大的突破。德國道依茨公司設計的氫內燃機已經開始在城市公交和載重卡車上使用。從目前估算的情況來看,道依茨氫內燃機公交車和卡車的全周期成本(Total Cost of Ownership,TCO)與同類柴油車相當,遠低於同類鋰電池純電動車和氫燃料電池車(表3)。

二、加快氫能產業發展的積極意義

(一)加快氫能產業發展有利於保障我國能源安全

目前,我國一次能源綜合自給率接近80%,發生系統性能源安全風險的可能性較小;但我國能源安全的短板也非常明顯,短中期來看,主要是油氣(特別是石油)對外依存度過高、價格話語權缺和運輸通道多元化程度不高帶來的「斷供」風險;長期來看,需要解決「煤炭一家獨大」帶來的可持續發展問題,需要把握正確的能源技術發展方向,降低經濟社會發展對環境的影響,在未來的能源競爭中佔據制高點。加快氫能源產業發展是解決我國能源體系既有問題、保障國家能源安全的重要途徑。

1.加快氫能發展符合能源行業大趨勢

全球一次能源消費經歷了從薪柴到煤炭再到石油和天然氣的過程,從物態看表現出從固態到液態再到氣態的趨勢;從碳、氫原子比看,從煤的1:1到石油的1:2再到天然氣的1:4,表現出明顯的「脫碳趨氫」特徵。氫能被認為是21世紀的終極能源,歐美、日韓等發達國家均認為氫能是重要的能源發展方向,對其高度重視,並從國家層面做出了規劃,主要目的之一都是增強能源自給能力、保障能源安全。因此,通過發展氫能技術改善我國能源布局、保障能源安全符合全球大趨勢。

2.推進氫能產業有助於經濟社會可持續發展

一方面,我國化石能源資源分布不均、產區與消費區分離,「北煤南運」「西氣東輸」「西電東送」都是為了解決這些地域性差異。與這些一次能源相比,作為二次能源的氫具有來源多樣的優勢,原料可以是化石燃料也可以是水,製備手段有熱解、裂解、部分氧化等多種,規模控制也比較靈活,可以結合市場情況和當地資源靈活選擇,「宜煤則煤、宜氣則氣、宜水則水」,發揮各自優勢,提升區域能源綜合利用效率。

另一方面,與全球煤炭、石油和天然氣「三分天下」的一次能源消費結構不同,我國表現出煤炭「一家獨大」的局面,在一次能源消費中的佔比高達57%,是世界平均水平的兩倍。與其他一次能源相比,煤炭的熱效率低、溫室氣體和粉塵排放高,對環境的影響大;相比之下,氫氣作為能源的清潔高效優勢明顯。我國化石資源「多煤貧油少氣」特徵明顯,煤制氫技術成熟、成本低,將其與碳捕捉與封存技術(CCS)綜合使用,成本與天然氣制氫大體相當,同時可以基本實現零碳排放,是短中期內實現煤炭清潔利用、降低煤炭消費對環境影響的重要途徑。

此外,水能、風能、太陽能等可再生能源發電是能源消費向清潔低碳轉型的重要途徑,但其自身「間歇性」短板難以滿足電網平穩運行的要求,導致「棄水」「棄風」「棄光」頻發。可以將氫氣作為可再生電力的儲能載體,藉助燃料電池或氫能發電技術「削峰填谷」,實現可再生能源與電網的平穩銜接,提高電力系統靈活性。

3.推廣氫能可以改善我國石油消費「受制於人」的局面

我國是全球最大的一次能源消費國和石油淨進口國,石油對外依存度超過70%,大約一半的石油從中東進口,海運進口石油的80%需經過馬六甲海峽。在全球地緣局勢日趨複雜、產油國頻繁幹預油價的大背景下,巨大的石油需求和進口量反倒使我國處於被動,不利於維護國家能源安全。

從整體來看,根據自然資源部最新發布的《中國礦產資源報告2019》數據,截至2018年底,我國煤炭探明儲量為1.7萬億噸,按照目前約8:1的煤制氫產出率,如果將1%的煤炭資源用來制氫,可生產氫氣21.3億噸;按照熱值估算,相當於約64億噸石油(以汽油和柴油熱值估算),可以滿足全國約9年的石油需求。同樣是自然資源部的數據,截至2018年底,我國天然氣技術可採儲量為6.3萬億立方米,按照目前約3:1的天然氣制氫產出率,如果將1%的天然氣用於制氫,可生產氫氣約3億噸;按照熱值估算,與我國1年的石油消費總量基本相當。

從我國的石油消費構成來看,將近60%被用做交通運輸燃料,鑑於目前氫燃料電池汽車和氫內燃機技術已取得一定突破,加速推動氫能源在交通運輸領域的應用,對石油消費形成一定規模的替代,是我國實現「石油消費總量控制」目標的重要途徑。按照目前國內民用汽車保有量規模,如果將其中的三分之一替換為氫能或電能汽車,每年可減少石油進口約9000萬噸,降低石油對外依存度約5%。

(二)布局氫能是我國石化企業轉型升級的需要

我國是全球最大的石油石化產品消費市場之一,隨著我國社會經濟逐漸進入高質量發展階段,石油化工行業也隨之向節能降耗、低碳環保方向發展,煉化生產正由價值鏈中低端向高端轉移。近年來,隨著國內地煉迅速崛起,我國煉油能力過剩日益凸顯,普通汽油、柴油等中低端煉油產品和化工產品同質化嚴重、供應過剩、競爭加劇,低硫船用燃料油、高性能潤滑油基礎油、高等級瀝青等高端煉油產品以及聚氨酯、碳纖維複合材料等高端化工產品需求旺盛,但國內產量極低、進口比例逐年增加。煉油向化工轉型、燃料型煉廠向煉化一體化(燃料+化工)轉型是我國主營煉廠的必然選擇,氫能在其中發揮著舉足輕重的作用。

一方面,石油化工產業的升級發展需要穩定的石油資源保障,就我國當前的情況看,大部分石油被用於滿足中低端石油產品需求,高端煉油化工面臨資源瓶頸。通過推廣氫能在交通運輸、發電、冷熱聯供等領域的應用,可以替代部分中低端石油產品需求,進而將更多的石油用於高端產品生產和研發,推動企業高質量發展。

另一方面,全球已經進入能源大轉型時期,BP、殼牌等傳統的一體化石油公司都在向油氣一體化甚至能源一體化公司轉型,氫能是這些公司布局的主要領域之一,中國的石油石化企業也需要適應全球發展大趨勢,加快推進能源領域的一體化經營。

三、我國氫能產業發展建議

(一)重視氫氣的能源屬性

雖然目前全球作為能源使用的氫氣(發電、交通運輸)尚不足總消費量的3%,但其作為能源的獨特優勢越來越受到重視,能源領域的應用正成為推動全球氫產業快速發展的核心動力。

從國家層面看,全球主要能源消費國都已將氫能提升到國家能源戰略層面。美國自上世紀70年代開始關注氫能,並持續為相關研究提供資助;2002年美國能源部(DOE)發布《國家氫能發展路線圖》,標誌著其氫能產業從構想轉入行動階段;2014年,美國頒布《全面能源戰略》,確定了氫能在交通轉型中的引領作用。日本是最早探索氫氣作為能源的國家之一,在1973年成立氫能源協會,引導研究人員開展氫能源技術研討與技術研發;2013年,日本推出《日本再復興戰略》,把發展氫能提升到國家政策高度;2014年提出實現「氫能社會」的構想,並在2017年發布《氫能基本戰略》,為實現這一目標制定具體行動計劃。韓國將氫能視為保障其國家能源安全、促進經濟發展的抓手,2018年明確提出將「氫能產業」確定為三大創新增長戰略投資領域之一;2019年發布《氫能經濟發展路線圖》,提出以氫燃料電池汽車和燃料電池為核心,打造成世界最高水平的氫能經濟領先國家的發展目標。歐盟國家根深蒂固的環保意識是推動其氫能產業發展的重要保障;2008年以來,歐盟開展了一系列氫燃料電、加氫站等方面的合作項目;2019年,歐洲燃料電池和氫能聯合組織發布《歐洲氫能路線圖:歐洲能源轉型的可持續發展路徑》,提出面向2030、2050年的氫能發展路線圖;目前,歐盟的氫能發展呈現德國領跑、法國追趕、其他國家跟跑的局面。我國在2001年啟動了首個氫能「973」項目,此後的《節能與新能源汽車技術路線圖》《「十三五」交通領域科技創新專項規劃》等都從不同方面提出了氫能產業發展規劃和扶持措施;2019年,國家統計局印製《能源統計報表制度》,首次將氫氣納入2020年能源統計;2020年4月,國家能源局發布《中華人民共和國能源法(徵求意見稿)》,首次從法律上將氫能列為能源;2020年5月,第十三屆全國人民代表大會第三次會議批准《關於2019年國民經濟和社會發展計劃執行情況與2020年國民經濟和社會發展計劃草案的報告》,明確指出「制定國家氫能產業發展戰略規劃;支持新能源汽車、儲能產業發展,推動智能汽車創新發展戰略實施」。

從行業層面看,目前,上遊制氫已經擁有相對成熟的規模化生產技術(化石原料制氫)和較明確的長期發展方向(可再生能源電解水制氫);下遊應用場景也逐漸明確(氫燃料電池乘用車、氫內燃機商用車);中遊的儲運方面,液態氫的儲存和運輸是當前研究的熱點,尚缺實質性進展,是制約氫產業進一步發展的瓶頸所在。不過,這絲毫不影響人們將氫氣作為能源使用的熱情和氫能行業的發展。當前,全球範圍內有多個氫能項目正在開展,涵蓋了氫氣的製備、儲存、運輸、發電、熱電聯供、燃料電池、氫能汽車等全氫產業鏈(表3)。

從公司層面來看,大型國際石油公司都在氫能領域有所涉足。BP早在1978年就申請了第一件氫燃料電池專利,在全球參與了多個氫能示範項目,擁有超過40年的制氫經驗和超過10年的汽車加氫站運營經驗,與戴姆勒克萊斯勒、福特合作研究先進燃料電池技術,在北京建成中國第一座加氫站。殼牌2013年開始在氫能領域全面發力,與日本巖谷產業、日本電源開發公司合作,將澳大利亞的低質褐煤轉化為氫氣,並與川崎重工合作研發液氫運輸船,將所產氫氣液化後船運回日本。2017年,殼牌與豐田正式達成合作協議,在加利福尼亞州建造7座加氫站,並將在2024年增加至100座;還計劃在英國投資加氫設施。道達爾積極推進加氫站布局,與殼牌、戴姆勒等公司啟動了H2 Mobility項目,計劃在2023年前在德國建設400座加氫站;道達爾還與林德、寶馬在氫氣加注技術等方面開展合作。

我國企業也在積極布局氫能領域。2018年,中化集團成立中化能源國際氫能與燃料電池科技創新中心,專攻氫燃料電池,據稱其新能源業務已進入戰略突破和攻堅階段;截至2019年底,中國石化已先後在廣東、上海、浙江等地建成了4座油氫合建站,並開始探索布局氫能全產業鏈。不過,與國外企業相比,我國石油化工企業尚未實質性參與氫能領域,也缺少相應的頂層設計和中長期發展規劃。建議我國石油石化企業抓住國家氫能領域相關立法逐漸完善、鼓勵扶持政策逐漸成型的機會,以「十四五」規劃為抓手,將氫氣作為能源產品從公司的整體業務發展和產業布局方面進行頂層設計,推動氫能產業更好、更快發展。

(二)打造氫能「無碳城」和「綠氫」經濟帶

1.打造日照「無碳城」

山東省境內的日照港是我國重要煤炭輸出港,擁有國內泊位水深最深、泊位能力最大的15萬噸級煤炭專用泊位2個和5萬噸級煤炭專用泊位1個,通過能力超過4500萬噸,創造了9486噸/小時煤炭裝船全國紀錄;日照港的煤炭進口量居全國沿海港口前列,隨著港區鐵路改建和石臼港區南區的開發建設,日照港將實現萬噸大列直入港區,煤炭通過能力將達到1億噸以上。與此同時,日照港還是我國「西煤東運」和「東煤南移」的重要中轉地之一。因此,日照擁有開展大規模煤制氫的原材料基礎。

在裝備製造方面,山東省是我國裝備製造能力最強的省份之一,青島、濰坊、濟南等地均擁有綜合實力較強的工業設備和特種裝備製造企業,日照港與這些地區的距離均在200公裡左右,在其輻射範圍之內,且自身也具備一定的機械設備製造能力,可以為煤制氫相關設備製造提供支撐。

從成本角度來看,從典型氫燃料電池汽車與傳統汽車的對比來看,當終端氫氣加注成本不超過40元/kg時氫燃料電池汽車具有較強競爭力。目前,不同的制氫技術的終端加注成本如圖2所示。從成本對比情況來看,只有煤制氫可以經濟性替代傳統車用燃料,天然氣制氫具有一定的邊際效應,但經濟性差,電解水制氫完全無法與傳統車用燃料競爭。結合日照港地區煤炭集散中心的獨特優勢,其原材料成本應低於全國門站平均水平,在該地開展氫燃料加注的經濟性會進一步提升。

儲運與市場方面,日照與東營、濱州、青島等山東地煉較集中區的距離均在300公裡左右,接近管道輸氫的最佳距離,可以將部分氫氣供應地煉。考慮到煤制氫的碳排放較高,需要進行捕集和封存處理,而二氧化碳是油田提高採收率的重要原料之一,日照臨近勝利油田,可通過與油田互惠合作的方式進行碳處理,既降低了煤制氫的碳排放,也不會大幅增加成本。此外,日照港與日韓隔海相望,具備與其開展氫能貿易的地理優勢。

以上分析表明,日照具備通過煤制氫發展氫能全產業鏈的基礎;如果按照其每年1億噸以上的煤炭通過量,將其中的1%用於制氫,可生產氫氣12.5萬噸,若用其替代傳統汽油和柴油,每年可為約150萬輛民用汽車提供動力;截至2019年底,整個日照市的汽車保有量約為90萬輛。可以考慮藉助日照在煤炭資源方面的獨特優勢,通過煤制氫氣與碳捕捉與封存技術聯合使用,推動氫氣在交通運輸、發電等領域對煤炭、燃油等傳統化石能源的替代,打造基於氫能的「無碳城」。

2.打造沿江「綠氫」經濟帶

從全球長期發展趨勢來看,利用可再生能源電解水制氫,即「綠氫」是氫能產業發展的終極目標;但目前可再生能源制氫面臨成本瓶頸。在所有可再生能源發電中,水電的成本是最低的,2018年全球水力發電平準化成本約為0.3元/千瓦時,而且水電比風能俄太陽能發電的穩定性更好。如果在水電站就近利用水電電解水制氫,電費按照平準化成本計算,則制氫成本約為15元/kg,與天然氣制氫大體相當,而且可以實現零排放,獲得真正意義上的「綠氫」。

我國是全球水力發電量最多的國家,2018年的水力發電總量為1.2萬億千瓦時,但隨著水電裝機容量的不斷增加,棄水問題也越來越嚴重,2018年的棄水量接近700億千瓦時。按照目前生產1kg氫氣用電約56千瓦時估算,如果在水電站就近配套制氫設施,將被棄水電用於制氫,可生產氫氣約125萬噸。如果將這些氫氣按照20元/kg(加注站盈虧平衡成本約為40元/kg)出售,相當於增加約250億元人民幣的產值。

另一方面,用於船舶動力也是氫能的重要領域之一,歐美、日本等國都在持續開展船用氫燃料電池相關研究。歐盟在2007年資助了全球首個商業客輪ZEMships項目,該船採用混合動力推進方式,整合了兩個峰值功率48 kW的氫燃料電池,可運送100名乘客;德國在2008年研製出該國首艘氫燃料電池遊船,目前實現載客共14000餘名;美國在2018年宣布,將在墨西哥灣地區建造第一艘氫燃料電池渡輪;日本在2015年下水試航首款氫燃料電池漁船,搭載450L氫燃料,可乘坐 12 人。2019年,中國船舶集團公布由其自主設計研發的全球首艘氫燃料試點船舶設計方案,為一艘2000噸級定點航線內河自卸貨船,採用4組125kW質子交換膜氫燃料電池作為船舶主動力源,輔以4組250kWh鋰電池組進行調峰補償,同時船舶載有35MPa高壓氫氣瓶組儲存氫氣燃料,可續航140公裡。

我國長江幹流和支流分布著多個水電站,其中幹流上的三峽、葛洲壩等四大水電站年發電量超過2000億千瓦時;如果將其中的1%用於電解水制氫,按照目前生產1kg氫氣用電約56千瓦時估算,每年可生產氫氣約3600萬噸。可以試點在沿江水電站福建配套水電電解制氫和加氫設施,將長江流域的中短途貨船替換為氫燃料電池貨船。建立以水電制氫為核心,氫氣加注為紐帶,制氫用氫機械設備為外延的沿江「綠氫」經濟帶。

(三)石油化工企業氫能產業鏈布局建議

2020年是我國氫能產業的轉折年,氫能在我國能源體系中的定位已基本明確,對氫能的認識已經從新能源汽車領域向外輻射,氫能全產業鏈布局的思路逐漸明確,相關扶持和激勵政策陸續醞釀出臺,氫能產業示範區、氫能小鎮建設加速推進,為我國石油化工企業布局氫能全產業鏈提供了機遇。

上遊領域,煤制氫和天然氣制氫是目前最成熟、最具經濟性的氫氣製備技術,石油化工企業具備煉廠制氫的先發技術優勢和一定的化石資源基礎。短中期來看,隨著國內環保要求提高,成品油質量提升在即,煉廠用氫需求將持續增長,大型煉廠在制氫方面比較靈活,但中小型地煉的制氫能力難以滿足大規模加氫的需求,可能出現大量採購氫氣的情況;大型石油化工企業可以發揮在化石能源制氫技術和化石資源方面的優勢,擴大氫氣產能和產量,在滿足自身產品升級需求的同時,為氫能產業下遊推廣應用創造資源調條件,同時嘗試開展國內甚至跨國氫氣貿易。長期來看,電解水制氫,特別是利用可再生能源電解水制氫是行業發展大勢所趨,可以通過合作資助、聯合研發、應用示範的形式參與國內外相關項目,為大規模、商業化電解水制氫奠定技術基礎。

中遊領域,一方面,氫氣極易發生逸散,而且在空氣中的爆炸範圍廣(4%-74%),屬於易爆品,其儲存和運輸的安全環保要求比天然氣更高。因此,氫能產業的中遊儲運環節應該遵循標準和基礎設施國家和行業協會主導、企業主體積極參與的原則,避免企業各自為戰帶來安全隱患。石油化工企業要按照「產供儲用一體化」思路,積極全面參與國內相關標準制定和儲運設施建設,打通氫氣作為能源產品在國內儲存、運輸、銷售和使用的路徑。另一方面,日本和韓國都已經發布了明確的氫能產業發展路線,但由於目前大規模製氫仍以化石能源為主,日韓國內化石能源匱乏,因此短中期內的進口需求會有明顯增長,其中日本計劃在2030年之前從海外進口200-300億立方米氫氣,約合2-4億噸。我國石油化工企業可以依託日照「無碳城」等國家示範區項目,在環渤海港口布局氫氣廠,利用地理優勢開展對日韓的氫氣國際貿易。

下遊領域,氫在交通運輸領域對石油的替代依賴於氫燃料電池和氫內燃機的推廣和使用,目前國內在這兩方面都處於起步階段,與歐美、日韓都有較大差距。國內相關能源企業可以結合上遊資源和裝備製造優勢,加大氫燃料電池和氫動力設備的研發力度。此外,東部沿海地區是目前我國氫燃料電池發展最集中的地區,也是經濟最發達的地區,經濟承受能力相對較強,可以配合國家新能源汽車推廣政策,加快推進「油、電、氫、氣」合建站建設,開拓氫氣加注市場;還可以積極參與沿江「綠氫」經濟帶,在主要水電站附近布局制氫、和氫氣加注業務。

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  • 油氣巨頭搶灘登陸氫能市場 氫能改變遊戲規則
    今年11月,英力士曾宣布,將在歐洲大規模建設制氫裝置,通過合作開發一個以歐洲為基地的可靠的氫氣供應鏈,目前已經參與了幾個氫氣開發項目,以獲取碳基能源和其它原材料。  英國《衛報》指出,打造低成本氫氣供應鏈,是英力士謀求轉型的關鍵一步。  制氫暫時離不開油氣  英力士的氫能布局只是油氣行業「逐氫」的一個縮影。短期內,氫能行業還離不開化石燃料。
  • 打造「東方氫島」!山東青島大步奔向氫能時代
    城市的爭相加碼布局中,氫能時代也漸行漸近,不再是遙不可及的未來。  今年9月22日,在75屆聯合國大會期間,中國提出要提高自主貢獻的力度,力爭2060年之前實現碳中和。  要想實現碳中和,大力發展氫能產業是優選路線。這是學界和產業界的共識。  碳中和為氫經濟的強勢啟動帶來了契機。
  • 零碳時代,耐歐氫氣公司綠氫製取加注方案,獲全球矚目
    當前,應對氣候變化已為全球共識,為此各國紛紛提出實現碳中和的目標,歐盟更是把氫能的戰略地位提到了能源安全和能源轉型的重要保障之中,這意味著,綠氫是實現低碳轉型的關鍵。對於如何高效製取綠氫、安全快捷方便加氫,耐歐氫氣公司(NelHydrogen,以下簡稱「耐歐、Nel」)有自己近百年的探索實踐。
  • 智利要做「綠氫強國」
    2020年11月,智利宣布了醞釀已久的國家綠氫戰略,致力於發展綠氫產業,助推智利2040年前轉變為「綠氫強國」。  有分析認為,智利擁有巨大的可再生能源發展潛力,其氫能源產業發展前景廣闊。
  • 德國《國家氫能戰略》終獲通過,哪些亮點值得借鑑?
    文|能源發展網德國內閣6月10日討論通過了醞釀已久的《國家氫能戰略》,該戰略草案分別在今年3月和上周兩次被推遲討論。本次《國家氫能戰略》的順利通過,表明德國執政聯盟和多個部門之間已就綠氫生產及電解槽部署規模等關鍵問題上達成了一致。
  • 大連自貿區氫能規劃公開招標,嘉興長三角氫能產業促進會揭牌
    從之前有關新聞報導,大連擬將氫能產業發展納入「十四五」國民經濟發展總體規劃,以氫燃料電池汽車產業為突破口,提前謀劃布局氫能產業發展。而且大連市計劃到今年底前新開通4條公交車線路,推進氫燃料電池汽車公交示範路線試點,並將金普新區和高新區作為氫能應用示範先導區。
  • 雷憲章:歐洲的氫能戰略,我們借鑑什麼?
    德國將在2022年實現無核電,比利時的時間定在2025年,荷蘭定在2033年,法國,芬蘭,西班牙等國還沒有決定時間。截至2019年,煤炭與核電在歐洲一次能源中所佔的比重分別為14%和13%。到2040年,煤炭必須全部被取代,核電的比重將會減少2/3。   歐洲曾經興起過光伏發電,由於輸電走廊建設困難重重,風電光伏消費受阻。
  • BNEF創始人對氫能熱的冷思考:將炒作與氫分離——氫能優點多,缺點...
    未來學研究者傑裡米·裡夫金(Jeremy Rifkin)在《氫經濟》(The Hydrogen Economy)中推崇全球氫能網絡,「數百萬終端用戶將把他們的燃料電池連接到地方、地區和國家的氫能網絡中,創造一種新的分散式能源生產形式」。
  • 氫雲一周熱點:十四五規劃氫能列入重點,新能源車標準化要點發布
    氫雲一周熱點」是氫雲鏈旗下的全新欄目,主要針對氫能、燃料電池等內容方面在政策、企業和國際等方面在過去一周當中的熱點新聞,每每周五更新一期。在這裡,你可以全面了解企業的氫能發展動態。通知明確提出:認真研究「十四五」可再生能源發展主要任務和重大項目布局。優先開發當地分散式和分布式可再生能源資源,大力推進分布式可再生電力、熱力、燃氣等在用戶側直接就近利用,結合儲能、氫能等新技術,提升可再生能源在區域能源供應中的比重。
  • 95家跨國企業在中國布局氫能 搶灘中國!
    8月,與誠志股份籤署《氫能綜合利用及煤氣化戰略合作框架協議》,雙方擬攜手推動富氫氣體和煤氣化項目的綜合開發,並在南京成立合資公司,合資公司初期以投資運營氫燃料加注站為主要業務,時機成熟後逐漸向上延伸至氫氣提純、儲存和運輸等環節,雙方致力於將該合資公司打造成為輻射長三角的氫能綜合利用一體化平臺
  • 【魔方新能源 政策】國務院:能源白皮書中的氫能思路
    白皮書在涉及氫能方面特別指出:要加速發展綠氫製取、儲運和應用等氫能產業鏈技術裝備,促進氫能燃料電池技術鏈、氫燃料電池汽車產業鏈發展。 具體來看,白皮書提出,中國將繼續堅定不移推進能源革命,加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系,為2035年基本實現社會主義現代化、本世紀中葉全面建成社會主義現代化強國提供堅強的能源保障。
  • ...白皮書:加速發展綠氫製取、儲運和應用等氫能產業鏈技術裝備
    (原標題:《新時代的中國能源發展》白皮書:加速發展綠氫製取、儲運和應用等氫能產業鏈技術裝備)編者按:國務院新聞辦公室21日發布《新時代的中國能源發展》白皮書。
  • 濱化集團開啟第三次創業新徵程 正式發布氫能戰略
    在基礎化工方面,濱化集團與濱州濱城區將推動氫能生產項目的建設與發展,以構建氫能產業創新引擎為核心目標,圍繞裝備製造領域的前沿技術、產業趨勢、創新應用等進行研發和生產,探索氫能生產新技術、新產品、新應用,加強山東在氫能生產領域的技術優勢,打造中國頂尖的氫能生產及裝備製造基地。
  • 青島:氫能產業發展十年規劃發布 目標打造「東方氫島」
    ,將青島打造成為山東省氫能產業發展的「兩大高地」之一。一是南部氫能創新發展實驗區。依託董家口化工園區的氫氣資源稟賦和化工產業基礎,在推動青島氫能創新發展方面先行先試。二是中部氫能技術創新核心區。依託青島國際院士港、西海岸新區高校圈等建立人才引進新模式,吸引氫能領域專家、學者、產業技術人才加盟,構築人才使用新格局。三是北部燃料電池汽車產業聚集區。
  • 西部首個規模化水電解制氫項目開建,上海輕程再籤60臺氫能重卡
    1、《低碳氫、清潔氫與可再生能源氫氣標準及認定》團標徵求意見近日,氫雲鏈從相關渠道了解到,為進一步鼓勵企業採用低碳清潔制氫工藝,支持我國氫能及燃料電池示範應用推廣,助力新達峰目標和碳中和願景實現,中國氫能聯盟組織編制的《低碳氫、清潔氫與可再生能源氫氣標準及認定》團體標準已完成徵求意見稿。
  • 武漢發展目標:打造五個中心,做強四個城市副中心,城市圈1小時可通達
    18日召開的武漢市委十三屆十次全體會議審議通過了《中共武漢市委關於制定全市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二三五年遠景目標的建議》(以下簡稱《規劃建議》)。加快打造「五個中心」武漢市的《規劃建議》提出緊緊圍繞國家中心城市、長江經濟帶核心城市和國際化大都市的總體定位,錨定打造五個中心、建設現代化大武漢的目標任務。五個中心即加快打造全國經濟中心、國家科技創新中心、國家商貿物流中心、國際交往中心和區域金融中心。
  • 長春白城松原將聯合申報國家氫能示範城市群
    氫能觀察消息:近日,白城氫能發展座談會在長春舉行。吉林省發改委、吉林省能源局、長春市發改委、白城市能源局、松原市發改委等單位相關領導、多位氫能專家及相關企業代表出席會議。此次座談會主要對氫能示範城市群(包括長春、松原、白城)申報、長白氫能走廊建設等事項進行匯報交流,以期在吉林省政府的支持和幫助下做到科學、高效、有效地推進相關工作。
  • 美錦氫能科技產業園落戶嘉興港區 打造氫能產業技術及裝備製造高地
    美錦氫能科技產業園落戶嘉興港區 打造氫能產業技術及裝備製造高地 發布日期:2020-05-08 08:11 信息來源:嘉興日報瀏覽次數: 浙江省經濟和信息化廳高端裝備處(汽車產業處)處長、二級巡視員周疆、浙江清華長三角研究院副院長馮葉成、嘉興港區黨工委書記戴鋒、美錦能源集團有限公司副總裁姚錦城、廣東國鴻氫能科技有限公司總經理陳曉敏等出席籤約儀式。  作為上市公司的山西美錦能源股份有限公司是國內最大的獨立商品焦和煉焦煤生產商之一。
  • 政策解讀:佛山南海氫能規劃發布 南海區氫能產業布局現狀及發展前景
    以創建國家技術標準創新基地(氫能)為契機,依託 IAHE-CSD秘書處、ISO/TC 197 聯絡處、佛山綠色研究院和廣東特檢院的技術力量,佔領氫能標準制定的高地,引領氫能產業發展;以仙湖氫谷為核心,推進「一湖一城三園區」建設,致力打造國際知名的自主氫能技術先行地、高端氫能產業集聚區和先進氫能社會示範區,帶動南海區氫能產業商業化發展進程;以 UNDP 氫能大會為抓手,打造中國乃至國際頂級的氫能產業大會和氫能燃料電池會展品牌