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助力"双碳" 中国年制氢量、建成加氢站量均居世界第一

2022年05月07日 12:33   来源:光明日报   

  氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一,对助力实现碳达峰、碳中和目标,深入推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要意义。不久前,国家发展改革委与国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,首次对我国氢能产业进行中长期规划,氢能产业迎来重大发展机遇。

   当前,我国多地纷纷制定氢能产业政策文件,布局建设加氢站等基础设施。然而,在燃料电池汽车推广如火如荼的同时,加氢站相对稀少、建设较为滞后的问题进一步凸显。如何聚焦短板弱项,破题发力,成为提升氢能产业竞争力和创新力的重要一步。

 中国年制氢量、建成加氢站量均居世界第一

  氢能被国际社会誉为21世纪最具发展潜力的清洁能源,全球氢能发展正步入快速产业化阶段。美国、日本等发达国家纷纷将氢能上升为国家战略,抢占产业发展先机和制高点。纵观世界,有超过30个国家和地区已制定或正在制定氢能发展路线图。近年来,我国相关部委和地方政府已出台近200个政策文件推动氢能在能源转型、科技创新、“双碳”行动等方面发挥更大作用,尤其是燃料电池汽车示范应用在北京、上海、广东、河南和河北5大城市群的开展,直接推动了氢能的产业化发展。

  从国内看,我国是世界上最大的制氢国,年制氢产量约3300万吨,其中,达到工业氢气质量标准的约 1200万吨。我国可再生能源装机量全球第一,在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力。国内氢能产业呈现积极发展态势,已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,在部分区域实现燃料电池汽车小规模示范应用。目前,我国氢能产业已初步形成“东、西、南、北、中”五大发展区域。全产业链规模以上工业企业超过300家,集中分布在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域。氢燃料电池汽车已成为各地政府布局汽车产业的又一“大招”。国内氢燃料电池汽车已形成区域产业集聚效应,北京、上海、广东、江苏、山东、河北六省市产业链相关企业合计占全部规模以上企业总数的51%。

  而加氢站是氢能产业重要的基础设施。当前,加氢站在全球的建设正势如破竹。据不完全统计,截至2021年底,全球共有659座加氢站投入运营,分布在33个国家或地区。其中,东亚地区(中国、日本和韩国)、欧洲和北美在营加氢站分别达到420座、173座和54座。2019年,亚洲地区在加氢站数量上实现了对欧洲地区的赶超,并在此后持续拉大差距,连续三年位居全球首位。2022年,全球范围内更预计将新增252座加氢站。

  目前,我国已建成加氢站255座,其中在营183座,累计建成加氢站数量、在营加氢站数量、新建成加氢站数量在全球首次实现三个“第一”,首批入选的5个燃料电池汽车示范应用城市群拥有加氢站数量占比超过50%。

  加氢站建设仍滞后 相关立法空白

  我国目前的燃料电池车辆以商用车为主,保有量接近1万辆。根据全国燃料电池汽车示范应用5大城市群的目标规划,到2025年,5地燃料电池汽车示范推广规模超过3万辆。另据相关规划,2025年我国燃料电池车辆保有量将达约5万辆,2030年预计氢燃料电池汽车保有量将达100万辆。与之相对应的是,中国氢能联盟发布的白皮书预测,2025、2030年中国加氢站将分别建成300、1000座。

  大多数加氢站的日服务能力在100~200辆,而从布局来看,我国氢燃料电池汽车主要集中在示范应用的5大城市群和北方地区,加氢站却分散分布在全国数十个城市。这意味着,2030年前,示范应用的5大城市群和北方地区加氢站将处于紧平衡或紧缺状态。加氢不便利,将严重制约氢能产业化发展。

  究其原因,一是缺乏上位法依据,加氢站审批难。氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,但由于上位法长期缺位,氢的能源属性尚无法律支撑,影响了产业的管理和监督。根据我国《危险化学品管理条例》,氢气被列为危险化学品,制氢和加氢装置只能建在化工园区等特定区域,通常地处偏远,不仅氢气用量有限,项目审批流程也很长,极大地限制了氢能项目的布局和应用。

  二是现有建设标准指导性不强。我国加氢站建设主要依据2010年颁布的《加氢站技术规范》,该标准编制时间较早,已不适应当前实际。对比欧美、日本,有的技术指标是国外相应指标的几倍甚至10余倍。我国标准制定中采用的汽油和氢气的能量当量换算法计算出的安全空间过大,在一定程度上也制约了加氢站的发展。

  三是建设运营成本高,加之加氢不便利,使得盈利难。从加氢站建设的角度来看,针对其外部安全防护距离的要求使得加氢站占地面积较大,选址难、土地成本高,这也使氢能难以大规模在城市的核心区域布局,而布局在郊外的配套成本高、单独建站成本高昂。从加氢站运营的角度来看,多数加氢站加氢不便利,运行负荷不高,因此难以实现盈利。

  加快立法立规 基础设施应先行

  当前,我国氢能产业仍处于发展初期,相较于国际先进水平,支撑产业发展的基础性制度相对滞后,面对新机遇,亟须加强统筹谋划,补齐短板。

  首先,应尽快出台加氢站建设运营管理办法,加快立法立规。从法律上明确氢气的能源属性,在按危险化学品管理的基础上,更好地以能源形式予以管理;还需明确加氢站的管理职能和监管机构、管理办法。目前,武汉、济南、潍坊、保定等地已参照《城镇燃气管理条例》对加氢站经营许可进行管理创新。成都市则发布了《成都市加氢站建设运营管理办法(试行)》,创新性地将加氢站纳入成都市特许经营权目录予以管理。

  其次,应尽快修订加氢站建设国家标准。对加氢站定量风险评价、氢安全事故后果及预防等开展基础研究,结合国内外实践经验和技术水平,在确保安全的情况下,尽快修订完善现行加氢站标准,指导加氢站建设,降低作为危化品管理时面临的不必要的安全管理成本。

  再次,要统筹规划,“以需定站,以站定车”。加氢站等基础设施建设先行,是氢燃料电池汽车推广普及的关键所在。从国际经验来看,氢能产业初期基本上都是走基础设施优先的道路。为防止一哄而上造车或建设加氢站,应统筹规划氢燃料电池车发展和加氢站布局,以加氢站建设引导氢燃料电池车的消费。

  最后,应逐步提高加氢“绿色度”,减少氢能碳足迹。对于单纯加氢站,应逐步提高绿氢的采购比例。对于站内制氢加氢一体站,应逐步提高绿电比例,提高制氢效率。此外,还应加强社会宣传引导。由于氢气作为能源使用时间尚短,关于氢安全的宣传仍不到位,社会对氢的使用安全性尚未建立信任。有必要加大氢能知识的科普宣传,更加积极地宣传未来氢社会的蓝图和价值,营造良好的安全用氢氛围,加快氢能进入居民能源消费终端,发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用。

  (作者:张建红,系中国国际工程咨询有限公司高级工程师)

(责任编辑:苏兰)