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氢能:能源巨头发展转型的现实选择

2021年01月19日 来源: 中国石化报  作者:
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    最近两年,从国内到国外,入局氢能源产业,成为能源企业不约而同的选择。

    中国石化燕山石化氢气新能源保供项目建成中交,广州石化氢燃料电池供氢中心一期项目投产,中国石油与北京海珀尔氢能科技有限公司签署包含加氢加油合建站等内容的战略合作协议,中国海油与林德开展氢能源合作;英国石化巨头英力士与韩国现代汽车、BP与丹麦风电企业沃旭能源达成氢能合作协议,壳牌在中国的首个商业化氢能项目落户河北张家口……

    中国氢能联盟2020年7月发布的《氢能平价之路》预计到2030年,氢能源在全球能源市场中所占的份额将明显提升,使其可以与其他低碳替代品竞争。在世界多个国家推进碳减排、碳中和背景下,这或许是能源企业实现洁净能源转型、可持续发展的现实选择。

    ■ 氢能热实际以能源企业为主 国内亟须能源央企加快基础设施建设

    素有“能源贵族”之称的氢能源,不仅“贵”在低碳,更“贵”在身价。目前,氢能源发展仍处于初始阶段,“从零开始”的投资、应用成本较高。能源化工企业本身就是氢气生产和使用大户,经验丰富,入局氢能源的前景广阔。

    同时,在从燃油车向新能源汽车过渡的背景下,燃料生产商和汽车制造商需要建立新的供应链。中国工程院院士、中国矿业大学(北京)教授彭苏萍认为,当前的氢能源热,正是以能源企业为主,特别是化石能源企业起到了推动作用。

    以国内为例,化石能源制氢是最经济的方法,彭苏萍预计2025年前,制氢仍将以化石燃料为主。最近20年,化石能源制氢是国内主要考虑的目标方向,个别地方因地制宜发展其他制氢方式。化石能源企业的加入,会让氢能源比想象中来得更快、来得成熟。

    然而,氢能源发展涉及领域广,需要一定时间的积累。广东石油氢能办公室负责人黎健强表示,只有在制氢技术与材料、装备制造上不断进行技术攻关和积累,工业制氢、加氢站建设投资、氢燃料电池车制造的成本下降,才能吸引更多人使用氢燃料电池汽车,让整个产业进入良性循环。

    高压储氢的成本高,目前每千克约6000元。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高呼吁,储氢成本下降比燃料电池成本下降慢,希望能源企业能积极解决这一问题。当前亟须能源央企战略支撑国内氢燃料基础设施建设,包括制氢、储氢等。

    燃料电池是技术密集型工程,如果没有央企介入,进展会慢很多。中国工程院院士、中国工程院能源与矿业工程学部副主任顾大钊也表示,我国石油化工行业在储氢、运氢领域具有优势,应在加氢站、氢气管道、燃料电池技术、催化剂等方面加大攻关力度。

    ■ 能源企业产氢和用氢底蕴丰厚 仍需与核心技术企业共同开展氢能项目

    中国氢能联盟《氢能平价之路》指出,目前90%以上的氢气被用作工业原料,其中大部分来自化石燃料。

    在氢能源生产和应用方面,能源企业底蕴丰厚,经验丰富。以国内最大的氢气生产企业中国石化为例,年产氢气300万吨,拥有相当数量的制氢装置,原料涉及天然气、炼厂干气等;也是用氢大户,生产的氢气用作炼厂加氢装置的配氢、聚烯烃装置的辅助原料等。天津石化高级专家张金旺表示,中国石化目前已掌握水蒸气转化制氢全套技术,包括专有技术、工程设计、建设、控制和联锁、开工,并拥有丰富的运行经验。

    氢能源产业与化石能源产业有一定相似性,如此底蕴深厚的技术和经验积累,入局氢能源正当时。英力士公司相关负责人也表示,氢能技术目前已经成为化石燃料公司未来业务的核心,是“游戏规则的改变者”。

    能源企业入局有优势,也有劣势。在燕山石化副总经理孔健看来,虽然能源化工公司在氢能源产业领域具有很强的资源和市场优势,但劣势也较为明显,缺少氢能产业的核心——能量转换系统的技术和应用积累,可以通过寻求与核心技术企业共同合作的方式开展氢能项目。

    目前,氢能源产业主要应用方向是氢燃料电池汽车,而燃料电池主要瓶颈是成本。中科院宁波材料所研究员柴茂荣表示,燃料成本高主要是因为加氢站数量不足。燃料电池公司很多,但小而散,核心器件与基础材料基本依赖进口,国内虽然少数单位在开发基础材料,但性能和指标仍有提升空间,中国石化、中国石油等能源央企应加大研发力度。

    ■ 氢能源应用绝不只是燃料电池 氢储能可解决油气对外依存度高问题

    目前,氢能动力更适宜用于货车等商用车的观点,已逐渐成为全球的共识。中国氢能联盟发布的白皮书预计:到2050年,氢能在中国能源体系中占比约10%,氢气需求量接近6000万吨,年经济产值将达12万亿元,全国的加氢站在1万座以上,交通运输、工业领域将实现氢能的普及应用,预计减排二氧化碳7亿吨。

    但氢能源应用前景绝不仅限于此,氢储能也很有潜力。孔健认为,氢燃料电池汽车只是氢能产业中的一个方向,氢储能也潜力巨大,风电+氢能、光伏+氢能项目具有非常广阔的应用前景。

    氢储能是解决能源问题的方向。当前,我国油气对外依存度很高,按照8.2亿吨标准煤的进口依存度计算,如果全部用风能和太阳能增量填补,预计到2035年可以完全替代进口油气。然而,风能、太阳能均不稳定,需要储能。柴茂荣指出,如果用氢气储能,大概需要5000万吨氢气,我国目前年产氢2000万吨以上,储能所需氢气只是现有规模的2.5倍,无论是制还是储,前景都非常广阔。

    (谭伟春  王 来  黄嘉莉  张 辉  孙宝翔  赵书萱  陆佳宏  王佳麟  王璐瑶)

 

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