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借鉴国际经验 找准我国氢能发展路径(他山之石)
2020/6/24 7:55:24    新闻来源:中国能源报

■符冠云 熊华文 林汉辰 《 中国能源报 》( 2020年06月22日   第 08 版)

  我国在加快发展氢能产业的过程中,需要广泛参考借鉴国际经验。对于国际经验的研究不应只停留在政策、措施和行动的简单总结归纳层面,而是应该深入分析各国发展氢能背后的初衷、动机、利益格局等内容,在充分了解各国资源禀赋、产业基础、现实需要等各方面因素基础上,找到发展方向、目标、路径、模式与政策措施之间的逻辑关系。

  总体来看,主要国家发展氢能的实践可总结为四种典型模式,即把氢能视为实现深度减碳重要工具的德国模式,把氢能作为新兴产业落脚点的日本模式,把氢能视为中长期战略技术储备的美国模式,和把氢能视为出口创汇新增长点的澳洲模式。

  氢能发展主要模式

  德国:推动深度脱碳 促进能源转型

  德国能源转型近年来暴露出越来越多问题,承诺的雄心勃勃的碳减排目标,进展也不如预期。在此背景下,围绕深度脱碳和促进能源转型,德国创新提出了“Power to X”理念,致力于探索氢能综合应用。具体而言,在氢气生产端,重点围绕可再生能源电解水制氢技术,构建规模化绿色氢气供应体系。在氢气应用端,绿色氢气可用于天然气掺氢、分布式燃料电池发电或供热、氢能炼钢、化工原料、氢燃料电池汽车等多个领域。现阶段,德国政府重点在推广天然气管道掺氢,与荷兰等国开展深度合作,构建HCNG供应网络。其中,依托西门子等公司在燃气轮机等方面的技术优势,德国已开展若干天然气掺氢发电、供热等示范项目。截至2019年底德国已有在建和运行的“P to G”(可再生能源制氢+天然气管道掺氢)示范项目50个,总装机超过55MW。此外,蒂森克虏伯已开展氢能炼钢示范项目,预计到2022年进入大规模应用。

  日本:提升能源安全 巩固产业基础

  日本能源安全形势严峻,急需优化能源进口格局和渠道。发展氢能可提升能源安全水平、分化供应中断及价格波动风险。日本氢能基本战略聚焦于车用和家用领域,是产业和技术发展的必然延伸。经过多年耕耘,日本已将氢燃料电池产业链打通,并打造出一批“隐形冠军”,例如东丽公司的碳纤维、川崎重工的液氢储运技术和装备等。据统计,日本在氢能和燃料电池领域拥有的优先权专利占全球的50%以上,并在多个关键技术方面处于绝对领先。专利技术既是日本的“保护网”,也是其他国家的“天花板”。推广氢燃料电池汽车和家用燃料电池设备,一方面可将过往投入在市场上变现、获取现金流,另一方面,还能及时获取信息反馈,完善技术和设备,由此形成了“技术促产业、产业促市场、市场促技术”的良性循环和正向反馈。

  美国:储备战略技术 缓推实际应用

  美国氢能发展出现“两起两落”,但始终将氢能视为重要战略技术储备,持续支持技术研发与示范。早在上世纪70年代,美国政府就将氢能视为实现能源独立的重要技术路线,密集开展了若干行动和项目,但热度随石油危机影响的消退而降温。2002年美国能源部(DOE)发布了《国家氢能路线图》,构建了氢能中长期愿景,启动了一批大型科研和示范项目,氢能迎来了第二个发展浪潮。但仅过了几年,路线图就被联邦政府搁置。页岩气革命是美国氢能发展战略被搁置的最主要原因。而页岩气和氢能在应用端存在较多重合,对氢能形成了巨大的挤出效应。加州燃料电池合作伙伴组织(CaFCP)的数据显示,美国的氢燃料电池汽车市场已陷入停滞状态,在2019年甚至出现了12%的下滑,发展势头已被日韩甚至中国赶超。

  澳大利亚:拓宽出口渠道 推动氢气贸易

  资源出口一直是澳大利亚经济的最重要增长引擎。当前,传统资源产品出口难再大幅增长,急需找到新兴需求、拓宽出口渠道。2019年11月澳大利亚政府发布了《国家氢能战略》,力争打造全球氢气供应基地。值得一提的是,战略提出的低碳氢能,既包括可再生能源电解水制氢,也包括化石能源搭载碳捕捉与封存技术制氢。虽然化石能源制氢备受争议,但却是在煤炭出口增长乏力背景下的现实选择。澳大利亚正积极推动与日、韩等国氢气贸易,签订氢气供应协议。同时与相关企业开展联合技术创新,完善氢能供应链,扩大供应能力、降低成本。这种“贸易+技术创新”一体化模式调动了各参与方的积极性。

  对我国氢能产业的启示

  每个国家发展氢能产业都有其初衷和使命。德国模式将氢能视为手段,即发展氢能要破解能源转型和深度脱碳过程中出现的诸多问题;日本模式将氢能视为目的,即发展氢能是关乎国家能源安全、产业竞争力的重大问题,迎合技术在市场变现的强烈诉求;美国模式将氢能视为备选,即氢能只是众多能源解决方案中的一种,“方便、便宜就用,否则就不用”;澳大利亚模式将氢能视为产品,即趁全球刮起的“氢风”,积极扩展出口产品结构、获取更多收益。

  对于我国来说,该如何借鉴各国的发展经验,发展我国的氢能产业?

  一方面,要制定服务于能源革命总体要求的氢能发展战略。《能源法》征求意见稿已明确了氢能的能源属性,氢能即将成为能源系统的新成员,其发展必须服从和服务于能源革命的总体要求。需要认清的是,我国拥有多个与氢能存在替代关系的能源解决方案,因此氢能并非我国的必选项,而是优选项。应从我国能源系统的核心问题出发,找准切入点,选择融入能源系统的合适路径。应利用氢能的特点和优势,发挥其在消纳可再生能源、增强能源系统灵活性、智能性等方面的作用,更好地与既有各能源品种互动,最终促进能源革命战略的深入实施。

  另一方面,要提升认识和转换视角,逐步构建多元化应用场景。2018年以来出现的各地区扎堆造车情况,既源于对氢燃料电池汽车发展的过于乐观,又源于对氢能认识的局限。事实上,我国的氢能技术储备不足、产业根基不牢固,地区间差异非常明显,绝大多数地区都不具备将技术装备推向市场变现的能力和条件。而在深入推进生态文明建设和积极应对气候变化格局之下,“难以减排领域”的深度脱碳或成为未来我国需要面对的重大问题。因此,应统筹经济效益、节能减碳和产业发展等因素,逐步构建多元化氢能应用场景。

  (符冠云系中国宏观经济研究院能源研究所助理研究员,熊华文系中国宏观经济研究院能源研究所副主任、副研究员,林汉辰系上海亚化咨询有限公司氢能与燃料电池行业首席分析师)

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