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未來能源終極形態——“氫能社會”

2018-10-15

  前言:在日本,氫能社會戰略已經上升到國家戰略的層面。日本新能源與工業技術發展機構(NEDO)氫能主任大平英二在論壇上分享說:“氫能已經成為日本的基本戰略,成為全球首個國家戰略。2050年,我們的愿景是將氫氣作為可再生能源后的另一種新能源,并且制定了使氫氣價格從2030年的3美元/千克降至2050年2美元/千克的目標。”

  能源革命正熱烈的進行,新銳的能源形態演繹著各自的風云,試圖在未來的能源體系中占據主導地位,其中就包括被稱為21世紀終極能源的氫能。

  (來源:能源雜志 ID:energymagazine 作者:李帥)

  “可以將2018年定義為中國氫能源及燃料電池的產業發展元年。在通過三個階段的有序發展之后,中國氫能源及燃料電池產業將實現技術快速進步,大量創新成果爆發式涌現,氫能實現可持續開發,在小汽車、軌道交通、船舶、航天、物流系統、礦用車等領域廣泛應用,行業健康發展,最終形成‘氫能社會’。”10月10日晚,在2018中國氫能源及燃料電池產業高峰論壇的媒體見面會,中國氫能聯盟理事長、中國工程院院士凌文對《能源》雜志記者說。

  凌文還表示:以乘用車為例,到2020年實現5000-10000輛燃料電池車運行,運營在建加氫站100座;到2030年,發展100萬輛燃料電池車,在建加氫站1000座;到2050年,氫燃料電池車和發電均實現大規模應用,氫能成為能源消費中的重要選擇。

  10月11日,論壇大幕正式拉開,中國、美國、日本等諸多國家在氫能和燃料電池的話題上共同交匯,同時發布了《中國氫能源與燃料電池產業發展研究報告》核心觀點(下簡稱“報告”)。

  那么,未來是“氫能社會”的終極命題該如何去理解呢?這條路又該怎么走呢?

  中國能源體系的“瑕疵”

  中國氫能聯盟專家委員會主任余卓平在報告開篇時指出:“我國能源體系存在不安全、不平衡、不可持續的問題,主要體現在能源安全、煤炭大國但利用不夠清潔、可再生能源發展遇瓶頸、碳排放壓力大和電力系統靈活性不足五方面。”

  2017年,石油進口量突破4億噸,對外依存度高達68.85% ,70%石油進入交通運輸領域;天然氣進口量946億立方米,39%的天然氣依靠進口。

  煤炭方面,80%應用在燃燒后的發電和供熱,碳排放量大,散燒煤污染嚴重;低質褐煤保有儲量約1300億t,占煤炭儲量13%,開發利用不足;褐煤碳含量低,氫含量相對高,科學利用褐煤,相當于發現了一種新能源。

  此外,可再生能源并網消納困難。2017年可再生能源發電量占比僅增加0.7%,全年棄可再生能源電量達1007億kwh,阻礙了可再生資源進一步規模化應用。

  我國提出2030年減排目標:單位GDP的二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。以化石能源為主的能源結構為我國碳排放目標帶來了巨大的挑戰。

  而電力作為我國終端能源消費的主體,其最大問題在于無法存儲。可再生能源的接入帶來的不確定性影響著電力系統的安全穩定運行。

  此時,氫能作為二次能源,具有零碳、高效、能源互聯媒介(電,熱,氣之間轉化的媒介,是在可預見的未來實現跨能源網絡協同優化的唯一途徑)和可儲能(可再生能源電解水制氫,實現能源消納與儲存)等特點,且有交通、工業、建筑等豐富的應用場景。

  現有氫氣工業基礎

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  數據來源:《中國氫能源與燃料電池產業發展研究報告》

  未來氫氣工業基礎

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  數據來源:《中國氫能源與燃料電池產業發展研究報告》核心觀點

  針對中國能源體系的不足,氫能或許能夠成為完美彌補。

  余卓平還介紹說:“未來氫在我國終端能源體系占比至少要達到10%,成為我國能源戰略的重要組成部分。氫能將納入我國終端能源體系,與電力協同互補,共同成為我國終端能源體系的消費主體。”

  總體把控和體系完善

  盡管“氫能社會”的藍圖十分美好,但是目前仍然處于初期的階段,仍然面臨一些挑戰。

  報告指出:氫能目前還未成為我國能源體系的組成部分,未作為能源進行規劃布局,國家層面缺乏頂層設計與戰略規劃,還未明確氫能歸口管理部門。

  在日本,氫能社會戰略已經上升到國家戰略的層面。日本新能源與工業技術發展機構(NEDO)氫能主任大平英二在論壇上分享說:“氫能已經成為日本的基本戰略,成為全球首個國家戰略。2050年,我們的愿景是將氫氣作為可再生能源后的另一種新能源,并且制定了使氫氣價格從2030年的3美元/千克降至2050年2美元/千克的目標。”

  毋庸置疑,盡管國內和日本資源匱乏的國情不同,但是如果想要較快的發展氫能,國家層面的戰略規劃和要求將至關重要。

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  數據來源:《中國氫能源與燃料電池產業發展研究報告》核心觀點

  此外,國內氫能發展在技術和裝備上也存在這樣或那樣的不足,但是記者觀察到,與會的專家和企業對于技術和裝備均比較自信,他們更為關注的是整個氫能以及燃料電池的體系。比如在制氫環節,目前法規要求制氫需位于化工區,導致運輸成本限制了制氫加氫合建站的發展。而在運氫、加氫站以及車載運氫系統方面,相關標準和法規也需要進一步完善。

  中國氫能聯盟早在2018年2月,由特大型能源中央企業——國家能源集團牽頭成立,聯盟聯合17家我國能源、裝備制造、交通運輸、冶金材料等行業的大型企業、知名高校、研究機構共同發起,并邀請政、產、學、研及金融界50多家單位首批加入。

  誠然,不管是2月的聯盟成立,還是10月的聯盟高峰論壇,中國氫能的發展無疑正在走向正軌,中國的“氫能社會”也將逐步變成現實。


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