當前，全球范圍正興起氫能發(fā)展熱潮，我國也將氫能產業(yè)作為未來國家能源體系的重要組成部分。省委十二屆五次全會作出以發(fā)展新質生產力為重要著力點扎實推進高質量發(fā)展的決定，明確實施清潔能源重大科技專項，推進氫能制儲運加用一體化應用。
“雙碳”目標下，四川依托豐富的水風光資源和創(chuàng)新能力，積極布局氫能產業(yè)鏈，現已聚集上下游企業(yè)及科研院所超100家，形成覆蓋“制—儲—運—加—用”的全產業(yè)鏈。
為什么要發(fā)展氫能?四川在細分領域優(yōu)勢何在?“川企大調研·尋找新質生產力”欄目推出氫產業(yè)全鏈“‘氫’新力量‘綠’動四川”系列報道，聚焦氫能發(fā)展的細分領域、關鍵環(huán)節(jié)、重點產品，走進代表性企業(yè)，尋訪行業(yè)專家，探究四川氫能產業(yè)發(fā)展新動能。
6月12日，位于“成都氫谷”的華能彭州水電解制氫示范站成功售出第一車綠氫，標志著四川首個大規(guī)模水電解制氫項目正式投入運營。同月，位于成都市郫都區(qū)的東方氫能產業(yè)園建設進入收尾階段，園內的西部首座制加氫一體站已整體呈現，投用后預計每天可為40輛左右的大巴、重卡等車輛加滿氫氣。
今年以來，四川氫能建設跑出加速度，以電解水制氫為主要制氫方式的綠氫制備項目梯式推進。四川作為全國清潔能源大省，明確提出推動綠氫全產業(yè)鏈發(fā)展，成都更是將目標瞄準打造中國“綠氫之都”。
什么是綠氫?四川優(yōu)勢何在?全產業(yè)鏈發(fā)展從何處破題?近日，記者走進省內部分制氫企業(yè)進行探訪。
為何要發(fā)展綠氫?
從源頭上能實現二氧化碳零排放，制備和使用成本也會隨技術進步逐步下降
綠氫，是指利用可再生能源分解水得到的氫氣，其燃燒時只產生水，不會產生污染，從源頭上可實現二氧化碳零排放。氫元素在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中，而氫能作為一種二次能源，需要通過制氫技術進行提取。目前，現有制氫技術大多依賴化石能源，無法避免碳排放。根據氫能生產來源和生產過程中的排放情況，人們又將氫能分別冠以灰氫、藍氫、綠氫之稱。
通過煤炭、天然氣等化石燃料燃燒產生的氫氣以及部分在工業(yè)生產中副產的氫氣被稱作灰氫，在生產過程中會有二氧化碳等排放。比如氯堿尾氣、焦爐煤氣等，可通過變壓吸附等技術從中提取氫氣。
而在“灰”與“綠”之間，還有一種過渡色“藍”。在灰氫的基礎上使用碳捕集和封存(CCS)技術制得的氫氣被稱為藍氫，由于在制作過程中使用了先進技術，藍氫的碳排放強度大幅度降低。
從能源結構看，目前中國氫源結構仍以煤炭為主，煤制氫占比約62%，天然氣制氫占19%，工業(yè)副產占18%，電解水制氫僅占1%。
造成氫源結構不夠“綠”的原因，主要是受技術和成本的限制。數據顯示，煤制氫成本為每公斤9—13元，天然氣制氫為每公斤10—18元，電解水制氫成本受電力成本影響較大，為每公斤15—45元。目前，加氫站的氫氣價格為每公斤50—60元。如果與汽柴油競爭，價格需要降低到每公斤25—35元，差距還很大。
受成本等因素制約，氫能一直沒有大規(guī)模推廣應用，反觀風能、水能、太陽能等清潔能源，近年來發(fā)展較快。既然如此，為何還要發(fā)展氫能?
2022年，《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》就明確了氫能產業(yè)發(fā)展定位和目標。在今年的政府工作報告中，也再次提及加快氫能產業(yè)發(fā)展。
受訪專家普遍認為，氫能不僅是清潔低碳、靈活高效的能源，還兼具原料屬性。與電能相比，氫能便于儲存、方便運輸，可以作為載能體替代電能參與到交通、發(fā)電、儲能、工業(yè)等領域，應用場景豐富，對于實現國家能源自主安全可控具有重要意義。
從發(fā)展趨勢來看，在“雙碳”目標背景下，鋼鐵、化工等傳統(tǒng)工業(yè)領域產能必然下降，副產氣也會大幅減少。而隨著技術成熟和清潔能源發(fā)電成本下降，綠氫使用成本還將進一步降低。有專業(yè)機構預測：到2050年，我國可再生能源電解水制氫將占制氫總量的70%，現有化石燃料制氫將降至20%。
綠氫占比低 為何卻要大力發(fā)展?
四川有資源稟賦、制備技術成果，還有產業(yè)基礎
目前，四川氫能源制備規(guī)模居全國第四，工業(yè)副產氫年產規(guī)模約20萬噸，而電解水制氫僅有0.5萬噸。雖然占比少，但四川卻鮮明打出綠氫牌，明確要推動綠氫全產業(yè)鏈發(fā)展。底氣何在?
經濟和信息化廳相關負責人介紹，發(fā)展綠氫，四川具有明顯優(yōu)勢。
從資源稟賦來看，四川是我國發(fā)展的戰(zhàn)略腹地，清潔能源豐富，風電光伏資源規(guī)劃裝機超2億千瓦，水電裝機超1億千瓦，發(fā)展綠氫潛力巨大，在國家能源安全新戰(zhàn)略中具有十分重要的地位。
從技術創(chuàng)新來看，四川氫能產業(yè)布局較早，經過多年積累，形成了一批綠氫制備技術成果。東方電氣集團與深圳大學/四川大學謝和平院士團隊合作，開展全球首次海上風電無淡化海水原位直接電解制氫技術海上中試并獲得成功，技術水平國際領先，可以大幅度降低制氫成本;清華四川能源互聯網研究院牽頭開展“十萬噸可再生能源電解水制氫合成氨示范工程”項目，該項目為國家重點研發(fā)計劃“氫能技術”重點專項，并助力我國首個萬噸級新能源制氫項目成功制氫……
從產業(yè)基礎來看，四川在上游制氫環(huán)節(jié)擁有四川華能、亞聯氫能、莒納科技等近30家企業(yè)，產品涵蓋工業(yè)副產氫、天然氣制氫、電解水制氫，以及天然氣制氫裝置、電解槽、電極片等裝備。其中，四川華能研制的1300標準立方米/小時堿性電解水制氫系統(tǒng)達到國際領先水平;莒納科技是全球唯一同時擁有三大電解水制氫技術的企業(yè);亞聯氫能自主研制天然氣制氫裝置，電解水制氫技術行業(yè)領先，擁有成套設備生產能力。
“四川氫能產業(yè)布局較早，雖然綠氫占比不高，但產學研多個維度一直都在探索綠氫技術攻關。”東方電氣(成都)氫能科技有限公司副總經理呂紅艷介紹，以東方電氣為例，公司經過十余年的深耕和培育，已形成涵蓋制氫、儲運氫、加氫、氫燃料電池及氫能綜合應用的氫能全產業(yè)鏈解決方案提供商，實現了兆瓦級質子交換膜電解水裝備試制，技術水平國內領先。
目前，四川已在攀枝花、涼山、成都等地試點建設綠氫制備基地，在雅安、甘孜等地發(fā)展綠氫制備和應用，同時綜合利用工業(yè)副產氫等資源，初步形成以副產氫為主、綠氫加速發(fā)展的氫源多元化局面。
綠電制綠氫何時走入現實?
從川內首個大規(guī)模水電解制氫項目看，電價是大規(guī)模推廣應用的關鍵
綠氫制備項目在四川的實際生產運營情況如何?近日，記者來到華能彭州水電解制氫示范站一探究竟。
“目前產量還比較低，但預期增長會比較快。”四川華能氫能科技有限公司總經理李太斌介紹，項目從6月12日試生產并銷售以來，目前綠氫產量約為總產能的5%，預計2024年第三季度末可達30%(為谷電期間的全部產能)。項目制取的氫能主要應用于氫燃料公交車、物流車、重卡等交通運輸領域以及電子、化學工業(yè)等領域。“四川計劃到2030年，氫燃料電池汽車應用規(guī)模達8000輛，目前僅投運約600輛，隨著氫能應用場景一系列措施落地，未來還有較大增長空間。”
綠氫制備成本高是影響項目大規(guī)模示范應用的重要因素。就示范站來說，制氫成本與實際產量、制氫電價、啟停次數、檢修維護、人工成本、政府補貼等很多因素相關。李太斌坦言，作為西南地區(qū)首個商業(yè)化大規(guī)模水電解制氫項目，項目更多承擔了示范的功能，從技術、制度等層面為四川大型水電解制氫項目落地探路。
從技術層面來看，該項目的核心設備——兩套1300標準立方米/小時高電流密度堿性電解槽由中國華能牽頭研制，通過一系列技術攻關，讓設備單位可以節(jié)省投資25%左右，產量提升30%，適用于大型可再生能源制氫基地，充實我國氫能技術應用樣板。
從制度層面來看，示范站的電力來源為電網，下一步將積極向相關部門申請，支持電解水制氫進行全水風光等可再生能源電力交易，用綠電制綠氫。此外，成都市已出臺電價支持政策，將按實際電解水制氫用電量給予每千瓦時0.15—0.20元的電費補貼，每年補貼額度最高不超過2000萬元。
“制氫項目，尤其是水電解制氫想要大規(guī)模推廣應用，電價是關鍵。”李太斌表示，把平均制氫度電成本控制在0.3元以內是示范站比較理想的運營狀態(tài)，建議免收水電解制氫項目用電基本容量費，同時對制氫電費進行補貼，出臺鼓勵用氫企業(yè)使用綠氫的引導政策，加快氫能應用場景培育，并加大基礎設施建設，為綠氫全產業(yè)鏈發(fā)展做好基礎設施配套。
“推動綠氫全產業(yè)鏈發(fā)展，重點是把資源優(yōu)勢轉化為產業(yè)優(yōu)勢。”省發(fā)展改革委相關負責人介紹，四川已規(guī)劃“一極三廊三片區(qū)”綠氫產業(yè)集群。其中，“一極”是支持成都都市圈建設“綠氫之都”;“三廊”是以“成渝氫走廊”“318國道”為重點合理布局加氫基礎設施、擴大示范車輛規(guī)模，以雅礱江流域為重點，統(tǒng)籌推進水風光氫一體化開發(fā);“三片區(qū)”是支持川西北開展離網可再生能源制氫等氫能應用場景。
雅礱江流域水風光一體化基地，是當今世界最大的綠色清潔可再生能源基地。雅礱江流域水電開發(fā)有限公司相關負責人介紹，依托雅礱江流域水風光一體化基地，公司正在探索建設“制氫+氫氧熱電聯供”示范項目，將結合流域內氫儲能、供氧和供熱需求以及助力打造“318氫能天路”的需要，在高原地區(qū)推進氫氧熱電聯供示范。(四川日報全媒體記者 寇敏芳)
評論