提及新能源,大多數人的第一反應是新能源汽車和鋰電池。相較而言,氫燃料電池更像是一個未實現的概念。但事實上,氫能源產業已經到了爆發的臨界點,它不僅是交通領域的重要能源組成部分,也是儲能領域發展的重要方向。
12月8日,在國家發展和改革委員會、國家能源局指導,聯合國開發計劃署、中國國際經濟交流中心聯合主辦的2021聯合國開發計劃署氫能產業大會上,中國工程院院士、中國工程院原副院長干勇就明確指出,“雙碳”目標下,儲能是能源轉型的重點,而氫能則是儲能的重要組成部分。
目前,風電和光伏是當下唯一能夠成熟、大規模的綠色能源,根據國家電網對未來能源結構建立的模型,2060年達到碳中和時,煤電、氣電、核電、水電、風電、光電、光熱、分布式發電等能源共存,其中風電光伏裝機容量可能達到48億千瓦左右,發電達7.9億度,占比在50%左右,而基于化石能源的發電量占只有比13%左右。
由于電和光伏發電具有明顯的波動性,所以儲能必將成為未來發展的重點,而氫能則是儲能領域的重要組成部分。
在干勇看來,“氫能可以抵抗波動性和隨機性,包括相關設備的抵御干擾性和弱支撐性,還有電網帶來的高效消納、安全運行的挑戰。作為儲能設施,氫能具備了大規模、長周期的優勢,可實現可再生能源電力時間、空間的轉移,且可以使用在任何地方,是拓展電力利用,應對再生能源隨機波動的最佳方式。”
而要做好氫能,當務之急是要建立低成本、大規模、綠色經濟的氫體系。另一方面,在交通領域,則要開創氫能的重卡時代。和鋰電池不同,氫能在重載和長續航上更具有優越性,49噸以上的重卡,不太適合使用鋰電池,卻是氫燃料電池的最佳使用場景。
干勇認為,“物流密集的港口地區尤其適合建立柴改氫示范區。”港口交通發達,在港口示范區運行氫重卡,不僅有海上制氫的便利,還能使港口從霧霾重災區變為清潔示范區,來真正達到環境驅動型的氫能利用,而不僅僅是技術驅動型的。
與此同時,適合發展氫能的還有柴油物流車。經過調研后干勇發現一些港口的吞吐量很大,柴油消耗每月將近1400萬噸,這就是一個很好的市場,所以開創氫能重卡時代,優先發展氫能的商用物流車,意義重大。
在面對氫能發展上制氫、儲氫、運氫這三大痛點時,干勇的建議是發展固態儲氫技術,無論是從體積儲氫密度,還是安全性等因素考慮,固態儲氫技術都具有商業化發展的前景,是全國用氫、運氫的一個方向。
此外,干勇認為,氫能產業未來發展的重點是突破新型的綠色氫能技術。根據國家能源署的預測,到2050年,總體用能比現在降低8%,氮氣、氫氣使用量會擴大2倍,而且電力在整個能源占比中超過50%,是現在的2.5倍。2030年,低碳氫要占70%,這意味著,未來需要迅速擴大電解槽產能和輸出能力,并迅速降低成本。
根據中國氫能聯盟出臺的標準,綠色氫氣分為三種,一個是低碳氫,一個清潔氫能,一個可再生氫。每生產1千克氫氣,排碳量要小于14.51千克的碳,就是低碳氫。排碳量小于4.9千克,即是清潔氫;而只有利用可再生能源制取且排碳量小于4.9千克的氫氣才叫做可再生能源氫。
只有具備高效能、大容量、寬功率、低成本、集成式模塊化的制氫技術,才能滿足未來越來越旺盛的綠氫需求。
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