近日，氫能“缺氫”問題再受熱議。國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》(以下簡稱《規(guī)劃》)提出，初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系，有序推進加氫網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)。
記者了解到，氫氣供應(yīng)短缺問題并非新鮮事，在地方鼓勵和補貼政策帶動下，我國氫能物流和公交車輛快速增加，保有量已超過7700輛，但受資源分布不均影響，部分地區(qū)并沒有匹配合適的氫源。據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，到2060年，我國氫氣年需求量將增至1.3億噸，占終端能源消費比重約20%。面對龐大的需求，氫能供需錯位問題如何解決?
氫氣“制得出卻用不了”
據(jù)北京佳安氫源科技股份有限公司總經(jīng)理江風(fēng)介紹，2021年我國氫氣總產(chǎn)量約3300萬噸，居全球第一。工業(yè)副產(chǎn)氫的體量很大，我國在氫氣供應(yīng)方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。“以焦化行業(yè)為例，我國是全球最大的焦炭生產(chǎn)國，國內(nèi)焦炭產(chǎn)量約4.4億噸，占全球產(chǎn)量的60%。但長期以來焦化行業(yè)對副產(chǎn)焦?fàn)t氣的利用方式較為單一，以作為燃料燃燒為主，并未發(fā)揮其最大價值，近年來開始成為重要氫氣來源。”
既然不缺氫氣產(chǎn)能，那么氫能“缺氫”問題為何始終難以解決?海卓動力(青島)能源科技有限公司總經(jīng)理朱維認為，缺氫的主要原因在于氫氣的供需錯位，即氫資源豐富的地區(qū)與氫能車輛的投放地區(qū)不匹配。目前國內(nèi)大部分加氫站采用外供氫源，需要依靠高壓氣態(tài)的運輸方式，20兆帕的長管拖車每車運輸250千克-350千克氫氣，運輸半徑覆蓋在200公里范圍內(nèi)，超過200公里氫氣的運輸成本會達到10元/千克以上，從而限制氫氣穩(wěn)定供應(yīng)。
中集安瑞科氫能研究院院長、安瑞科集成氫能事業(yè)部總經(jīng)理李懷恩認為，工業(yè)副產(chǎn)氫在現(xiàn)階段氫能供應(yīng)方面有很大挖掘潛力。需要注意的是，除了氫氣從生產(chǎn)端到使用端的中間環(huán)節(jié)存在儲運建設(shè)、成本問題外，由于一些化工項目在建設(shè)初期并沒有考慮到氫氣對外供應(yīng)的路徑問題，導(dǎo)致氫氣的提純、凈化等裝備投資不足，部分工業(yè)副產(chǎn)氫直接燃燒或作為廢氣放空，未被充分利用。
江風(fēng)也指出，工業(yè)氫氣和燃料氫氣的要求完全不同，需要跳出傳統(tǒng)工業(yè)制氫的工藝限制，通過專用的裝置來進行專門處理，解決燃料氫氣中如一氧化碳、硫的深度脫除難題，打破工業(yè)氫氣和燃料氫氣之間的技術(shù)壁壘。
應(yīng)增加制氫環(huán)節(jié)補貼
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的統(tǒng)計，截至2021年底，我國已建成運營加氫站255座，增量和保有量均位居全球第一。張家港氫云新能源研究院院長魏蔚表示，目前我國加氫站建設(shè)速度加快，加氫站氫氣需求將持續(xù)增加，但與此同時，規(guī)?；瘍\體系的建立遲緩，缺氫矛盾將更加突出，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，很快會出現(xiàn)供不應(yīng)求局面。
值得注意的是，未來氫能產(chǎn)業(yè)將涵蓋交通、儲能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元氫能應(yīng)用生態(tài)，氫氣需求將進一步上揚。江風(fēng)表示，在過去的一段時間內(nèi)，氫能相關(guān)體系都是圍繞燃料電池而展開，氫氣作為能源還有更加廣泛的應(yīng)用場景，包括交通運輸領(lǐng)域的車輛、船舶、航空器，以及儲能、分布式發(fā)電等。
以上海為例，上海舜華新能源系統(tǒng)有限公司總工程師阮偉民指出，上海化工園區(qū)的化工企業(yè)比較集中，工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能可達到100噸/天左右，不過單是上海臨港地區(qū)規(guī)劃的燃料電池汽車數(shù)量，一天就需要約38噸氫氣。隨著氫能汽車規(guī)模進一步擴大，未來對氫氣的需求將持續(xù)增加，同時，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中其它環(huán)節(jié)氫氣需求量也將同步上升，如燃料電池電堆制造企業(yè)需要氫氣用于測試，燃料電池整車制造企業(yè)需要氫氣用于氣密試驗和氫氣置換等。“雙碳”目標(biāo)下，除原有的用氫行業(yè)之外，更多的行業(yè)將涉氫，因此，未來用氫市場將出現(xiàn)“僧多粥少”的局面，現(xiàn)有的工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能可能無法滿足持續(xù)增長的需求。
除了供應(yīng)不足，氫氣補貼政策也讓加氫站氫氣采購面臨價格競爭。阮偉民指出，雖然地方政府給予加氫站相應(yīng)的氫氣價格補貼，但加氫站的運營成本較高，一般不低于200萬/年，設(shè)備折舊、人工、能源消耗費用等都要平攤到每千克氫氣中，為保證加氫站氫氣零售價格控制在補貼政策規(guī)定的價格以下，同時又要保持一定的銷售毛利率來分攤費用，加氫站只能壓低氫氣的到站價。加氫站對氫氣的質(zhì)量要求很高，至少要達到高純氫甚至超純氫的標(biāo)準，在市場的推動下，工業(yè)副產(chǎn)氫供應(yīng)企業(yè)可能會優(yōu)先選擇氫氣采購價格更高、更能帶來效益的其他工業(yè)用戶，從而進一步導(dǎo)致加氫站缺氫。
阮偉民建議，為加快氫能汽車的發(fā)展，突破缺氫瓶頸，政府除了對加氫站進行補貼外，還應(yīng)增加制氫環(huán)節(jié)的補貼，如水電解、天然氣、甲醇、氨制氫，尤其要加大可再生能源制氫的補貼，鼓勵燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快但可再生能源匱乏的地區(qū)，通過綠電交易平臺購買西部地區(qū)綠電來制氫。
以“制氫加氫一體化”為突破口
記者了解到，考慮到用氫成本高企、氫儲運瓶頸仍存等因素，制氫加氫一體化被視為推動氫氣利用降本、解決部分地區(qū)用氫荒問題的有效路徑。
“制加氫一體站的優(yōu)勢在于，將制氫站與加氫站建在一起，可以減掉氫氣運輸帶來的成本增加;另外，相比長管拖車的運氫方式，電解水設(shè)備可以提供穩(wěn)定壓力的氣源，并延長后端的氫氣壓縮機的維護時間，降低整站的運營和維護成本。”北京中電豐業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司氫能事業(yè)部經(jīng)理高超介紹。
在陽光氫能科技有限公司營銷總監(jiān)方偉看來，推廣和開展在站制氫的應(yīng)用還需進一步建立健全標(biāo)準和規(guī)范;同時，面對可再生能源制氫“遠水難解近渴”局面，可建立綠電交易或綠電置換機制，采取遠電近氫的輸運模式。
記者了解到，近年來我國在制氫加氫一體化的標(biāo)準制定和實際落地方面已取得一定突破。2021年廣東省共有兩座制氫加氫一體站投入運行，分別為佛山市南莊制氫加氫一體化站和韶關(guān)制氫加氫一體站。深圳也開始在媽灣電廠建設(shè)制氫加氫一體站。
與此同時，電解水制氫設(shè)備市場不斷發(fā)展，為氫氣規(guī)?；逃锰峁┲?。據(jù)考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司總經(jīng)理馬軍介紹，《規(guī)劃》明確了氫的能源屬性，可再生能源制氫在國內(nèi)已獲得認可，目前電解水制氫設(shè)備市場迎來了大幅增長。堿性電解水制氫設(shè)備的國產(chǎn)化生產(chǎn)現(xiàn)已成為現(xiàn)實，國內(nèi)外市場容量大幅增長，綠氫裝備行業(yè)受到的資本關(guān)注度、金融領(lǐng)域的支持力度以及人才的虹吸效應(yīng)顯著增加，企業(yè)整體實力和競爭力也在同步增長。
