能源,人類賴以生存和發展的物質基礎。如果說使用便捷的化石能源造就了人類的過去,取之不竭的可控核聚變能代表著人類的未來,在過去和未來間,一定還會有個承上啟下的時代,這個時代會是綠氫時代嗎?
雖然這個問題尚需時間檢驗,但從各省市的頂層設計可以看出,綠氫正成為新時代的能源寵兒。2023年成都兩會政府工作報告提出,要聚焦推進產業建圈強鏈,加快建設現代化產業體系。其中特別提到,要在成都打造中國“綠氫之都”。遼寧省白城市則提出要打造“北方氫谷”,河北全力打造“中國綠氫谷”,河南規劃建設“鄭汴洛濮氫走廊”,川渝更是攜手打造“成渝氫走廊”。
其實,在長久以來的能源發展歷史里,氫能一直是個“小透明”。相較于風、光等新能源,并沒有大型工程的承載,又沒有可控核聚變所造就的“終極能源夢”那么誘人。而在“雙碳”目標下,由化石燃料制取的“灰氫”,正逐漸被由風、光等清潔能源制取的“綠氫”代替,綠氫也在新時代被賦予新的歷史使命。
3月25日,廣州南沙電氫智慧能源站固態氫能發電項目成功并網,是我國首次將光伏發電耦合固態儲氫應用于電力系統,首次實現“綠電”與“綠氫”靈活轉換。該項目的主要設施,正是由成都市東方電氣承建,3月30日,記者來到東方電氣氫能(成都)有限公司,尋找成都打造“綠氫之都”的緣由和密碼。
從“灰氫”到“綠氫”氫的一場華麗轉型
中國是世界上最大的制氫國,年制氫產量約3300萬噸,其中,達到工業氫氣質量標準的約1200 萬噸。在以前用化石燃料制備“灰氫”的時代,氫一直被作為重要的工業原料,被廣泛運用于石油、化工、冶金等領域,氫作為終端能源的功能并不明顯。
“長期以來,我們做氫能的人,一直都在摸著石頭過河。”東方電氣氫能(成都)有限公司總經理張章表示,化石能源吃緊、溫室氣體加劇,讓他們感受到氫可能被賦予的新使命,據張章回憶,2010年開始,東方電氣中央研究院就開始對氫燃料電池進行研發,2022年,東方電氣研制出目前國內功率最高的燃料電池單機系統OLAS 270A燃料電池系統。
張章回憶,隨著“雙碳”目標的提出,真正的轉機源于去年3月23日,國家發展改革委和國家能源局聯合印發的《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》,“規劃”明確提出,氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一。
“這個文件的印發意味著國家明確了氫氣能源屬性的重要性,同時也強調了氫能是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體。” 張章說。“規劃”明確提出,以綠色低碳為方針,加強氫能的綠色供應,營造形式多樣的氫能消費生態,提升我國能源安全水平。發揮氫能對碳達峰、碳中和目標的支撐作用,深挖跨界應用潛力,因地制宜引導多元應用,推動交通、工業等用能終端的能源消費轉型和高耗能、高排放行業綠色發展,減少溫室氣體排放。
解決風光靠天吃飯 綠氫補足能源短板
低碳轉型過程中,風能、光能和水能等可再生能源往往被視為化石能源的部分替代品,但因為地理位置和季節限制較大,這些可再生能源并不能被充分利用。張章表示,這種情況下,如果用可再生能源制成氫氣,通過氫電融合的方式,就能夠彌補現階段可再生能源利用不充分的問題。
除了彌補現有能源體系的短板,在更貼近人們生活的終端能源領域,綠氫也在悄悄發力。
2018年6月,成都市第一條氫燃料電池公交示范線路正式載客運營,首批10輛公交車均采用東方電氣自主知識產權的燃料電池動力系統,截至2022年底,東方電氣燃料電池系統已實現近300臺的交付使用,首批公交車已累計運行2200萬公里,累計載客量2100萬人次,單車實際運行最高里程超27萬公里。
“目前在乘用車領域,電車已經領先一步,但這不代表氫能車沒有應用場景。” 張章說,“例如,在重型卡車領域,因為鋰電池自重較重,且在一些極端氣候下使用有限制,氫能還是有用武之地。”
據了解,目前國內氫能產業呈現積極發展態勢,已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術和生產工藝,在部分區域實現燃料電池汽車小規模示范應用。全產業鏈規模以上工業企業超過 300 家。
建設綠氫之都 成都該如何發力?
分析目前成都及四川氫能產業發展現狀時,張章認為:“成都氫能產業鏈健全,關鍵技術發展迅速,雖然和在長三角、粵港澳大灣區、京津冀等區域還有差距,但大體都屬于同一級別水平。”
張章告訴記者,圍繞氫能高端裝備研發制造和氫能供應兩大主線,針對燃料電池基礎材料及關鍵零部件、電解水制氫裝備、氫能儲運裝備、氫能終端應用、氫能裝備檢測認證等產業鏈關鍵環節,成都市目前已經聚集了東方氫能等國內外知名骨干企業,覆蓋了制氫、儲運、加注、燃料電池、整車整機、檢測等產業鏈各個環節,形成了以郫都區、彭州市、龍泉驛區為氫能產業主要承載地的發展格局。
郫都區投入使用的氫燃料客車
與此同時,隨著各企業研發投入的不斷加大,氫能產業及相關配套產品的技術水平與國外的差距不斷縮小。其中,燃料電池系統產品自主可控進程明顯加快,額定功率、啟動溫度、功率密度等指標均已達到國際領先水平,國產化程度已達70%以上。
在政策支持方面,四川省及成都市已出臺產業支持政策20余項,形成了以產業規劃為引領、安全保障和財政支持為支撐的氫能產業政策體系。
在眾多省市齊齊盯緊氫能發展的情況下,成都如何實現突圍?張章建議,進一步加大燃料電池汽車支持力度,持續支持申報國家燃料電池汽車示范城市群。在未入群空檔期,成都和相關市州可以參照國家示范城市獎補政策,延續和完善當前成都市氫能產業政策體系,對燃料電池汽車示范推廣、加氫站建設、制氫項目等予以政策支持,通過示范應用促進技術迭代升級。
同時,聚焦氫能產業鏈關鍵領域和缺失環節,加強制、儲、運、加、用各環節龍頭企業及特色企業招引培育,支通過補鏈強鏈健全產業生態, “安全性是氫能產業化發展的基礎和內在要求。”張章表示,要面向全社會開展氫能科學普及和法律普及,形成雙普及聯動機制,增進公眾對氫能安全性的科學理解。同時,建立健全氫能技術人才培養專業學科體系,助力氫能科技人才交流合作。
原標題:能源“新寵”綠氫將至 成都何以打造“綠氫之都”