8月22日,國家發(fā)改委、科技布、工信部、財政部、自然資源部、住建部、交通部、國資委、能源局和民航局10部委聯(lián)合印發(fā)了《綠色低碳先進技術示范工程實施方案》,將5大綠氫減碳示范項目列入重點方向。
綠氫減碳示范項目,包括低成本(離網、可中斷負荷)可再生能源制氫示范,先進安全低成本氫儲存、運輸裝備研發(fā)制造與示范應用,氫燃料電池研發(fā)制造與規(guī)?;痉稇?,純燒、摻燒氫氣燃氣輪機研發(fā)制造與示范應用,氫電耦合示范應用等。
離網可再生能源制氫
當前綠氫與電網的交互方式有三種,分別為電網調峰型、電網友好型、工藝離網型,其中工藝離網型是綠氫規(guī)?;l(fā)展,實現(xiàn)電網化工雙贏的重要因素。離網型不從電網取電,或僅由電網提供維持設備安全運行的保底電源,可將對電網的依賴及沖擊都降至最低。
目前北京氫能互聯(lián)科技有限公司已開發(fā)出離網型和并網型風光氫氨一體化虛擬電廠,將相對解耦的用電與氫氨化工生產耦合。陽光氫能也正進行可再生能源柔性制氫原創(chuàng)性研究。大規(guī)模離網制氫正逐步發(fā)展,助力新能源消納。
先進氫儲存運輸設備研發(fā)
氫儲運設備也是氫能行業(yè)的重點研究方向。目前氫儲運設備存在基礎設施建設昂貴、能源轉化效率低、供應鏈有限等缺點。行業(yè)也存在法規(guī)和標準缺乏統(tǒng)一、成本高經濟性低的問題。如何提高儲運效率、降低儲運成本,是未來儲氫技術的研發(fā)重點。
我國高壓氣態(tài)儲氫雖然較為成熟,但儲氫罐在承壓和儲氫密度方面低于國外水平,未來努力的方向是開發(fā)出更加安全可靠、低成本、大容量的車載儲氫容器;低溫液態(tài)儲氫在國外應用較為廣泛,國內僅用于航天及軍事領域,優(yōu)勢明顯,但儲存液化能耗高,目前民用還未形成,未來主要是關鍵設備與核心零部件的國產化,以推動該技術在商用上的發(fā)展;固態(tài)儲氫具備常溫常壓儲氫、儲氫和放氫過程可控等優(yōu)勢,有較大潛力,未來仍需加大科研及示范項目的力度,尋找性能更優(yōu)、造價更低的儲氫媒介來降低儲氫和放氫成本。
氫燃料電池研發(fā)制造與規(guī)?;痉稇?/strong>
目前我國氫能和燃料電池已經成為了政府、企業(yè)以及研究機構的重點關注領域,相關領域的科技研發(fā)和應用也在中國得到了快速推進。2018年,中國提交了近4000件燃料電池相關的專利申請,在數(shù)量上超過了一直主導燃料電池專利申請的日本。
從各大商用車巨頭的布局看,燃料電池時代已經開啟,商業(yè)化應用已經落地。包括商用車國際巨頭戴姆勒、奔馳,國內商用車領軍企業(yè)一汽解放、中國重汽,周邊國家韓國現(xiàn)代、日本豐田等。
氫電耦合示范應用
氫電耦合是指氫能和電能互相轉化、高效協(xié)同的能源網絡,在用電低谷時將清潔能源電力制氫存儲,在用電高峰時再通過氫燃料電池發(fā)電,實現(xiàn)電網削峰填谷。
今年3月,我國重點研發(fā)項目固態(tài)氫能發(fā)電并網率先在廣州和昆明同時實現(xiàn),6月15日,國內首個氫電耦合中壓直流微網在浙江寧波投運。
此外,杭州、麗水、臺州等地的氫電耦合項目示范與應用,展示了氫能在工業(yè)園區(qū)、產業(yè)基地、農村、海島等各種場景的應用普適性,展現(xiàn)了新型電力系統(tǒng)構建與雙碳目標下氫能與電能的協(xié)同方式。
國內綠氫市場發(fā)展
目前國內綠氫市場中,可再生能源制氫占比較低,但規(guī)?;G氫示范項目正加速擴張。截至2022年,已建成并運營綠氫項目36個,總產能約為每年3.7萬噸,正在規(guī)劃的綠氫項目超過300個,預計產能將達到每年350萬噸。2023年6月,首個萬噸級新能源制氫示范項目在內蒙古鄂爾多斯成功制取第1方氫氣;6月,新疆庫車綠氫示范項目順利產氫,制氫規(guī)模達到每年2萬噸,標志著首次實現(xiàn)萬噸級綠氫煉化項目全產業(yè)鏈貫通。
國內綠氫產業(yè)正面臨生產成本的制約、基礎設施的滯后、標準不完善等挑戰(zhàn),要發(fā)展綠氫產業(yè),需要探索更先進的制氫工藝,加強氫能產業(yè)鏈上下游以及國際合作。對此,要規(guī)范并完善氫監(jiān)管標準體系,鼓勵多方利益相關者參與制定創(chuàng)新的高質量標準;加強整個供應鏈的自主研發(fā),進一步采用可再生能源電解技術;促進氫燃料電池汽車的短期市場需求,推動氫技術的大規(guī)模應用;加快制定國家氫能戰(zhàn)略,推動國內綠氫產業(yè)發(fā)展。