央視：按下發(fā)展“加速鍵” 的氫能，如何改變生產(chǎn)生活？
2024-07-08
3月22日，國家能源局印發(fā)《2024年能源工作指導(dǎo)意見》，明確提出了要加快編制推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的相關(guān)政策，有序推進(jìn)氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，穩(wěn)步開展氫能試點(diǎn)示范，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，拓展氫能應(yīng)用場景。
近年來，“氫能技術(shù)”已經(jīng)成為能源領(lǐng)域國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，預(yù)計(jì)到2060年，我國氫氣年需求量將超過1億噸。那么，到底什么是氫能？它從哪里來？我們又為什么要發(fā)展氫能？它能應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？來看看按下發(fā)展“加速鍵”的氫能產(chǎn)業(yè)，如何改變生產(chǎn)生活？灰氫 藍(lán)氫 綠氫 “多彩”氫能有何不同？提起氫能，您最先想到的是什么，是小時(shí)候玩的氫氣球，還是課堂上的電解水實(shí)驗(yàn)？您知道嗎？氫能分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫，“多彩”氫能如何產(chǎn)生，又有何不同？
簡單理解，氫和氧反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能就是氫能。氫是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn)，比如水就是一種含氫的化合物。根據(jù)氫能的形成過程，我們一般將氫能分為灰氫、藍(lán)氫與綠氫?；覛渲饕峭ㄟ^煤炭、天然氣等化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣，在生產(chǎn)過程中會(huì)有二氧化碳等排放。目前，市面上絕大多數(shù)氫氣是灰氫，約占當(dāng)今全球氫氣產(chǎn)量的95％。藍(lán)氫，是指采用了碳捕集措施的化石能源制得的氫氣，碳排放強(qiáng)度大幅度降低。而綠氫，則是指利用可再生能源分解水得到的氫氣，是一種比較理想的氫能源。
我們?yōu)槭裁匆l(fā)展氫能？
大自然中有許多不同的能量，近些年來，像是風(fēng)能、水能、太陽能等新能源都在快速發(fā)展，那么我們?yōu)槭裁催€要大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)呢？首先，氫能是一種清潔低碳、靈活高效的能源，對于促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)脫碳，特別是在工業(yè)和交通領(lǐng)域有著不可或缺的替代作用。其次，氫能還兼具能源和原料雙重屬性，與電能相比，它便于儲(chǔ)存、方便運(yùn)輸，可以作為載能體，替代電能參與到交通、發(fā)電、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域，應(yīng)用場景豐富。還有一點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)能源自主安全可控，可再生能源制氫可以利用我國廣闊的國土面積，使用風(fēng)光綠電制氫。2019年3月，氫能首次被寫入《政府工作報(bào)告》。2022年，我國出臺了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》，首次明確地提出氫在能源體系當(dāng)中所占的重要地位。而在今年的《政府工作報(bào)告》中，也指出“加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展”?？梢姲l(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)具有重要意義。
我國首列氫能源市域列車長什么樣？
那么，氫能已經(jīng)在哪些領(lǐng)域大展身手了呢？您聽過氫車、氫舟、氫卡嗎？下面我們就去看看氫能的具體應(yīng)用場景。3月21日上午，由中車長客自主研制的我國首列氫能源市域列車在吉林長春，進(jìn)行了時(shí)速160公里滿載運(yùn)行試驗(yàn)，標(biāo)志著氫能在我國軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用取得新突破。在當(dāng)天的試驗(yàn)過程中，列車以每小時(shí)160公里的速度運(yùn)行，每公里平均能耗僅為5千瓦時(shí)，最高續(xù)航里程可達(dá)1000公里以上。列車能源供應(yīng)方式不同于接觸網(wǎng)供電方案，具有噪聲小、零碳、環(huán)保的特征。
我國首艘氫能源船舶首航意味著什么？
看完了氫列車，我們再來看看中國首艘氫燃料電池動(dòng)力示范船三峽氫舟1號。去年年底，三峽氫舟1號在湖北宜昌順利完成首航，它總長49.9米、型寬10.4米、型深3.2米，乘客定額80人，主要采用氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，氫燃料電池額定輸出功率500千瓦，最高航速28公里/小時(shí)，巡航航速20公里/小時(shí)，續(xù)航里程可達(dá)200公里。這艘船首航標(biāo)志著氫燃料電池技術(shù)在中國內(nèi)河船舶應(yīng)用實(shí)現(xiàn)零的突破。
氫能源車免收高速費(fèi)釋放何種信號？
目前，氫能汽車是應(yīng)用比較廣泛的領(lǐng)域，主要為氫燃料電池車。最近，山東省率先對氫能源車出臺了新政策，從今年3月1日起對安裝了ETC套裝設(shè)備的氫能車輛免收高速公路通行費(fèi)。在位于濟(jì)南市萊蕪區(qū)的一家加氫站，氫能重卡駕駛員唐文科一大早便前來加氫，為前往青島董家口港拉貨做準(zhǔn)備。說起山東對氫能源車輛免收高速費(fèi)這件事，他給我們算了一筆賬。
按照山東省2023年氫能汽車保有量1200輛測算，每公里節(jié)省0.8元，可為氫能汽車運(yùn)營企業(yè)讓利超過15600萬元，對應(yīng)年用氫量約為1920噸。
氫能汽車會(huì)取代傳統(tǒng)電動(dòng)汽車嗎？
2023年，我國氫燃料電池汽車銷量呈現(xiàn)增長態(tài)勢，全年售出5791輛，同比增長72%。氫能汽車與傳統(tǒng)電動(dòng)汽車有何不同？專家表示，氫能汽車和純電動(dòng)汽車并不是二選一的關(guān)系，而是相互補(bǔ)充共同構(gòu)成新能源交通格局。電動(dòng)汽車在乘用車和輕型商用車領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，而氫能汽車由于其加氫速度快，低溫?fù)p耗小等突出特點(diǎn)，未來主要的發(fā)展方向?yàn)榇笮蜕逃密囶I(lǐng)域，例如公交、長途重型卡車等，擁有廣闊的發(fā)展前景。
氫燃料電池汽車作為氫能產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)，保持著良好的發(fā)展趨勢。中汽協(xié)的數(shù)據(jù)顯示，2023年全國燃料電池汽車產(chǎn)銷分別增長55.3%和72.0%，在技術(shù)方面，燃料電池系統(tǒng)成本下降到每千瓦3000元，比2020年降低了80%。
目前，我國已形成涵蓋制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用等各環(huán)節(jié)完整的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈，是全球燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈最完整的國家之一。
發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)要應(yīng)對哪些挑戰(zhàn)？
氫能產(chǎn)業(yè)潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。然而，就像任何新興產(chǎn)業(yè)一樣，氫能產(chǎn)業(yè)在其發(fā)展過程中也需要更多的配套，那么，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，還要應(yīng)對哪些挑戰(zhàn)呢？
氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加注及應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)突破都是推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。專家表示，在技術(shù)層面，還需加強(qiáng)制備、儲(chǔ)運(yùn)和利用方面的技術(shù)儲(chǔ)備與研發(fā)，特別是在制氫領(lǐng)域的電氫耦合技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料以及管道輸送的示范試驗(yàn)等方面取得突破。
制氫儲(chǔ)氫輸氫用氫 如何打通氫能鏈條？
電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副總工程師 徐東杰：近幾年在氫能的各個(gè)環(huán)節(jié)，制氫、儲(chǔ)氫、輸氫、用氫，各個(gè)環(huán)節(jié)都取得了比較好的進(jìn)展。目前，山東省已建成濟(jì)青氫能高速公路，35座加氫站，氫能汽車保有量超過1200輛。按照計(jì)劃，2025年氫能汽車保有量達(dá)到1萬輛。
電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副總工程師 徐東杰：實(shí)際上全國還有一些省區(qū)專門也研究了交通領(lǐng)域支持氫能發(fā)展的一些舉措，隨著山東政策的出臺，示范的效應(yīng)會(huì)逐漸地顯現(xiàn)。
如何降低“可再生能源氫”的成本？
剛才我們提到，可再生能源制氫是最環(huán)保最理想的氫能制造方式，但它目前還面臨著成本比較高、占比比較低的問題。我國發(fā)展氫能，該如何讓綠色的“可再生能源氫”降本擴(kuò)需呢？電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副總工程師 徐東杰：目前我們國家的氫能消費(fèi)量大概就是每年四千萬噸，其中大部分來源還是來自煤制氫、天然氣制氫、副產(chǎn)氫，作為可再生能源制氫占比比較低。
目前，我國可再生能源制氫成本比較高。數(shù)據(jù)顯示，煤制氫成本約為9~13元/公斤、天然氣制氫約為10~18元/公斤，可再生能源電解水制氫成本受電力成本影響較大，約為15~45元/公斤。目前，加氫站的氫氣價(jià)格大約在50-60元/公斤。如果與汽柴油相競爭，價(jià)格需要降低到25-35元/公斤，目前差距還很大。
隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的持續(xù)降低，包括棄風(fēng)、棄光的有效利用，可再生能源制氫的效益將進(jìn)一步提升，成本也將相應(yīng)降低。同時(shí)，管輸技術(shù)的發(fā)展也將為氫能的大規(guī)模應(yīng)用提供可能。電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副總工程師 徐東杰：我們有利用天然氣的管網(wǎng)，有這種摻氫的技術(shù)，可以進(jìn)一步使氫能進(jìn)入千家萬戶，另外還有純氫的管道，可以做遠(yuǎn)距離跨省區(qū)的氫能資源優(yōu)化配置。
