3月8日,在第十一屆中國(上海)國際流體機械展覽會舉辦的氫能裝備論壇上,中國工業氣體工業協會氫氣專業委員會專家組專家、漢興能源董事長兼總經理紀志愿分享了我國氫能源相關技術狀況和發展前景。紀志愿表示,當前我國氫能產業仍處于初期發展階段,國家積極引導氫能產業健康發展,未來將在氫的制、儲、運、加等各環節逐步突破。
紀志愿介紹,在“十三五”到“十四五”期間, 我國政策有序加碼,明確了氫能源的發展目標、重點任務及保障措施等。氫能源產業在氫的制、儲、運、加等各環節都取得了一定進展,但也顯現出一些問題和制約因素。
在氫的制取產業,目前主要有四種較為成熟的技術路線:一是以煤炭、石油、天然氣為代表的化石能源制氫;二是以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業副產氫;三是電解水制氫;四是甲醇等化工原料制氫等。目前,中國氫氣供給仍以化石能源制氫為主,電解水等清潔氫源占比較低。電解水制氫純度等級高,雜質氣體少,易與可再生能源結合,被認為是未來最具發展潛力的綠色氫能供應方式,但成本較高限制了其發展。
氫的儲運是制約我國氫能產業發展的難點,也是保證氫氣安全且經濟化應用的關鍵。主要是因為氫氣特殊的物理、化學性能,使得它儲運難度大、成本高、安全性低。氫的儲存方式可分為氣態儲氫、液態儲氫和固態儲氫,其運輸可分為氫氣輸送、液氫輸送和固氫輸送三種。當下我國氫能產業仍處初期發展階段,對于大規模、長距離運氫的需求不大,普遍采用的是20MPa氣態高壓儲氫與集束管車運輸的方式。隨著氫能產業快速發展,下游應用場景逐漸豐富,對于大規模、長距離運氫的需求將逐漸增加,液氫輸送的優勢將會顯現,并成為主流。
加氫站作為向氫能燃料電池汽車提供氫氣的基礎設施,是聯系產業鏈上游制氫和下游應用的重要樞紐,是燃料電池汽車產業鏈的重要環節。加氫站主要由制氫系統、壓縮系統、儲存系統、加注系統和控制系統等部分組成。從成本結構來看,壓縮機成本和土地購置費的成本占比最高,分別為34%和27%。從設備層面來看,壓縮機、儲氫罐和加氫機三者占比合計達到55%。目前中國加氫站的數量全球第一,未來發展需要降低加氫站建設及運營成本,建議在可靠技術和安全保障前提下,放開撬裝化站內制氫,加快加制氫一體站的建設。
燃料電池汽車是未來氫能應用推廣重點,氫燃料電池商用車可望率先實現產業化的應用與運行。除了政策的激勵效應之外,氫燃料電池客車、物流車、重卡等車型將在2030年前取得與純電動車型相當的全生命周期經濟性。一輛燃料電池汽車總成本約三分之二來自于燃料電池系統,未來發展需要降低燃料電池系統成本,以降低整車價格。同時,國內燃料電池技術逐步成熟,但仍缺乏長周期運行的實踐考驗。
紀志愿表示,在“雙碳”目標指引下,為建設綠色經濟高效便捷的氫能供應體系,中國將在氫的制、儲、運、加等各環節逐步突破。目前亟須解決的問題有:氫氣成本居高不下;電池和車價格高;加氫站基礎設施建設不足。
要解決這些問題,最重要的是要降低氫氣應用成本,建設制氫加氫一體站是目前的主要發展方向,相關標準正在醞釀出臺。同時,要加大加氫設施的基礎建設,加大燃料電池的研發力度,降低車的成本;大力發展綠氫產能,以及與石化產業的融合,由以“灰氫”“藍氫”為主,逐步向“綠氫”過渡;重點開發氫能重卡,增加下游應用場景;運用碳交易稅等手段,促進氫能應用。