近日，氫能“缺氫”問(wèn)題再受熱議。國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021-2035年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規劃》)提出，初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系，有序推進(jìn)加氫網(wǎng)絡(luò )體系建設。
記者了解到，氫氣供應短缺問(wèn)題并非新鮮事，在地方鼓勵和補貼政策帶動(dòng)下，我國氫能物流和公交車(chē)輛快速增加，保有量已超過(guò)7700輛，但受資源分布不均影響，部分地區并沒(méi)有匹配合適的氫源。據中國氫能聯(lián)盟預測，到2060年，我國氫氣年需求量將增至1.3億噸，占終端能源消費比重約20%。面對龐大的需求，氫能供需錯位問(wèn)題如何解決?
氫氣“制得出卻用不了”
據北京佳安氫源科技股份有限公司總經(jīng)理江風(fēng)介紹，2021年我國氫氣總產(chǎn)量約3300萬(wàn)噸，居全球第一。工業(yè)副產(chǎn)氫的體量很大，我國在氫氣供應方面有著(zhù)得天獨厚的優(yōu)勢。“以焦化行業(yè)為例，我國是全球最大的焦炭生產(chǎn)國，國內焦炭產(chǎn)量約4.4億噸，占全球產(chǎn)量的60%。但長(cháng)期以來(lái)焦化行業(yè)對副產(chǎn)焦爐氣的利用方式較為單一，以作為燃料燃燒為主，并未發(fā)揮其最大價(jià)值，近年來(lái)開(kāi)始成為重要氫氣來(lái)源。”
既然不缺氫氣產(chǎn)能，那么氫能“缺氫”問(wèn)題為何始終難以解決?海卓動(dòng)力(青島)能源科技有限公司總經(jīng)理朱維認為，缺氫的主要原因在于氫氣的供需錯位，即氫資源豐富的地區與氫能車(chē)輛的投放地區不匹配。目前國內大部分加氫站采用外供氫源，需要依靠高壓氣態(tài)的運輸方式，20兆帕的長(cháng)管拖車(chē)每車(chē)運輸250千克-350千克氫氣，運輸半徑覆蓋在200公里范圍內，超過(guò)200公里氫氣的運輸成本會(huì )達到10元/千克以上，從而限制氫氣穩定供應。
中集安瑞科氫能研究院院長(cháng)、安瑞科集成氫能事業(yè)部總經(jīng)理李懷恩認為，工業(yè)副產(chǎn)氫在現階段氫能供應方面有很大挖掘潛力。需要注意的是，除了氫氣從生產(chǎn)端到使用端的中間環(huán)節存在儲運建設、成本問(wèn)題外，由于一些化工項目在建設初期并沒(méi)有考慮到氫氣對外供應的路徑問(wèn)題，導致氫氣的提純、凈化等裝備投資不足，部分工業(yè)副產(chǎn)氫直接燃燒或作為廢氣放空，未被充分利用。
江風(fēng)也指出，工業(yè)氫氣和燃料氫氣的要求完全不同，需要跳出傳統工業(yè)制氫的工藝限制，通過(guò)專(zhuān)用的裝置來(lái)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)處理，解決燃料氫氣中如一氧化碳、硫的深度脫除難題，打破工業(yè)氫氣和燃料氫氣之間的技術(shù)壁壘。
應增加制氫環(huán)節補貼
根據中國氫能聯(lián)盟的統計，截至2021年底，我國已建成運營(yíng)加氫站255座，增量和保有量均位居全球第一。張家港氫云新能源研究院院長(cháng)魏蔚表示，目前我國加氫站建設速度加快，加氫站氫氣需求將持續增加，但與此同時(shí)，規?；瘍\體系的建立遲緩，缺氫矛盾將更加突出，隨著(zhù)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，很快會(huì )出現供不應求局面。
值得注意的是，未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)將涵蓋交通、儲能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元氫能應用生態(tài)，氫氣需求將進(jìn)一步上揚。江風(fēng)表示，在過(guò)去的一段時(shí)間內，氫能相關(guān)體系都是圍繞燃料電池而展開(kāi)，氫氣作為能源還有更加廣泛的應用場(chǎng)景，包括交通運輸領(lǐng)域的車(chē)輛、船舶、航空器，以及儲能、分布式發(fā)電等。
以上海為例，上海舜華新能源系統有限公司總工程師阮偉民指出，上?；@區的化工企業(yè)比較集中，工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能可達到100噸/天左右，不過(guò)單是上海臨港地區規劃的燃料電池汽車(chē)數量，一天就需要約38噸氫氣。隨著(zhù)氫能汽車(chē)規模進(jìn)一步擴大，未來(lái)對氫氣的需求將持續增加，同時(shí)，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中其它環(huán)節氫氣需求量也將同步上升，如燃料電池電堆制造企業(yè)需要氫氣用于測試，燃料電池整車(chē)制造企業(yè)需要氫氣用于氣密試驗和氫氣置換等。“雙碳”目標下，除原有的用氫行業(yè)之外，更多的行業(yè)將涉氫，因此，未來(lái)用氫市場(chǎng)將出現“僧多粥少”的局面，現有的工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能可能無(wú)法滿(mǎn)足持續增長(cháng)的需求。
除了供應不足，氫氣補貼政策也讓加氫站氫氣采購面臨價(jià)格競爭。阮偉民指出，雖然地方政府給予加氫站相應的氫氣價(jià)格補貼，但加氫站的運營(yíng)成本較高，一般不低于200萬(wàn)/年，設備折舊、人工、能源消耗費用等都要平攤到每千克氫氣中，為保證加氫站氫氣零售價(jià)格控制在補貼政策規定的價(jià)格以下，同時(shí)又要保持一定的銷(xiāo)售毛利率來(lái)分攤費用，加氫站只能壓低氫氣的到站價(jià)。加氫站對氫氣的質(zhì)量要求很高，至少要達到高純氫甚至超純氫的標準，在市場(chǎng)的推動(dòng)下，工業(yè)副產(chǎn)氫供應企業(yè)可能會(huì )優(yōu)先選擇氫氣采購價(jià)格更高、更能帶來(lái)效益的其他工業(yè)用戶(hù)，從而進(jìn)一步導致加氫站缺氫。
阮偉民建議，為加快氫能汽車(chē)的發(fā)展，突破缺氫瓶頸，政府除了對加氫站進(jìn)行補貼外，還應增加制氫環(huán)節的補貼，如水電解、天然氣、甲醇、氨制氫，尤其要加大可再生能源制氫的補貼，鼓勵燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快但可再生能源匱乏的地區，通過(guò)綠電交易平臺購買(mǎi)西部地區綠電來(lái)制氫。
以“制氫加氫一體化”為突破口
記者了解到，考慮到用氫成本高企、氫儲運瓶頸仍存等因素，制氫加氫一體化被視為推動(dòng)氫氣利用降本、解決部分地區用氫荒問(wèn)題的有效路徑。
“制加氫一體站的優(yōu)勢在于，將制氫站與加氫站建在一起，可以減掉氫氣運輸帶來(lái)的成本增加;另外，相比長(cháng)管拖車(chē)的運氫方式，電解水設備可以提供穩定壓力的氣源，并延長(cháng)后端的氫氣壓縮機的維護時(shí)間，降低整站的運營(yíng)和維護成本。”北京中電豐業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司氫能事業(yè)部經(jīng)理高超介紹。
在陽(yáng)光氫能科技有限公司營(yíng)銷(xiāo)總監方偉看來(lái)，推廣和開(kāi)展在站制氫的應用還需進(jìn)一步建立健全標準和規范;同時(shí)，面對可再生能源制氫“遠水難解近渴”局面，可建立綠電交易或綠電置換機制，采取遠電近氫的輸運模式。
記者了解到，近年來(lái)我國在制氫加氫一體化的標準制定和實(shí)際落地方面已取得一定突破。2021年廣東省共有兩座制氫加氫一體站投入運行，分別為佛山市南莊制氫加氫一體化站和韶關(guān)制氫加氫一體站。深圳也開(kāi)始在媽灣電廠(chǎng)建設制氫加氫一體站。
與此同時(shí)，電解水制氫設備市場(chǎng)不斷發(fā)展，為氫氣規?；逃锰峁┲?。據考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司總經(jīng)理馬軍介紹，《規劃》明確了氫的能源屬性，可再生能源制氫在國內已獲得認可，目前電解水制氫設備市場(chǎng)迎來(lái)了大幅增長(cháng)。堿性電解水制氫設備的國產(chǎn)化生產(chǎn)現已成為現實(shí)，國內外市場(chǎng)容量大幅增長(cháng)，綠氫裝備行業(yè)受到的資本關(guān)注度、金融領(lǐng)域的支持力度以及人才的虹吸效應顯著(zhù)增加，企業(yè)整體實(shí)力和競爭力也在同步增長(cháng)。
