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制氢路线绿化需求凸显
日前发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测,到2050年,氢能在中国能源体系中的占比约为10%,可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体,但目前电解水制取的绿氢仅占氢气总产能的4%。

虽然我国是世界第一制氢大国,截至2020年氢能产量已突破2500万吨,但当前氢能源主要是通过化石能源得到的灰氢。业内人士认为,如果制氢模式不转型,氢能将会成为高碳排放产业。在推动绿氢迎来更大规模发展的同时,尽快探索“由灰变蓝”的制氢路径。

■制氢工艺路线明确

“灰氢不可取,蓝氢可以用,废氢再利用,绿氢是方向。”工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中在2021年中国绿色氢能发展大会上,强调了以绿氢为制氢发展方向的重要性。

“对氢能产业而言,氢的来源问题一直是全球范围内业界的争论热点,经过近几年的讨论,目前对制氢路径和其科学性、环保性、经济性、安全性的评价及要求,已经形成了全球的共识。”李毅中表示,根据已颁布的相关政策,国内的制氢工艺路线也已明确。

2020年9月,财政部、工信部等五部门专门发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,提出要建立燃料电池汽车示范应用的城市群,强调要为燃料电池汽车示范应用提供经济安全的氢源保障,探索发展绿氢,有效降低车用氢成本。2020年11月,国务院办公厅也发布了《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,明确提出要提高氢燃料制储运的经济性,因地制宜开展工业副产氢及可再生能源制氢技术应用。

“这两个文件对国内制氢的工艺路线已经有了明确的界定,在这一原则下,我们无需再争论制氢工艺路线孰优孰劣,而应进一步深入研究如何破解氢源难题。”李毅中表示。

■相关政策缺位

中国船舶七一八所技术总监薛贺来表示:“我国氢能发展存在补贴‘倒置’的问题。根据现有政策,产业中优先补贴的是氢燃料电池汽车,而后是加氢站,但对氢源的补贴没有足够的重视。”在他看来,大家普遍认为我国不缺氢气,且氢源很多,但忽视了大部分氢气都离不开化石能源的问题。

“氢源是最需要高质量保证供应的环节,应着力寻求降低可再生能源制氢的制造、使用成本,形成低成本、长寿命、成规模的水电解制氢流程,同时也希望国家和产业本身在政策法规、标准上,积极创造良好环境。”薛贺来认为,对氢气的管理也亟待“松绑”,专门用于加氢站加注的氢气是否可以摘掉“危化品”的帽子,获得政策支持。

国家发改委能源研究所研究院刘坚认为,要实现碳达峰、碳中和的目标,给新能源带来更多发展空间,能源终端消费需要更多实现电气化。据预测,2060年,能源消费电气化水平需要达到70%左右,但有一部分重要的能源消费没有办法直接通过电来实现,需要通过电解氢这样间接的方式实现更高比例的新能源覆盖。

“由于氢的管理属性问题,目前,电解水制氢项目的身份仍不够清晰,因此需要完善绿氢政策保障体系,开放发电企业开展电解水制氢业务的行业准入,明确电解水制氢用户电力市场主体身份。对于配置电解制氢的新能源电力项目,在竞争性配置、并网时序、系统调度运行安排、保障利用小时数、电力辅助服务补偿考核等方面给予倾斜。”刘坚表示。

■应降低“化石能源制氢”

李毅中指出,在生产过程中将“碳”捕捉封存起来获得的蓝氢,也是制氢路径转型过程中重要的一步。“我国二氧化碳年排放100亿吨,占全球30%,形势比较严峻,需要下功夫调节产业结构、能源结构、产品结构,控减用煤、节能减排,同时需要积极植树造林,增加生态碳汇。要实现碳达峰、碳中和目标,绝不能为了生产氢气而大量排放二氧化碳。灰氢必须变成蓝氢,方向则是无碳绿氢。”

“电解水制氢需要消耗大量电能,目前电解水制氢每制取1公斤氢气要消耗56千瓦时的电,经济性问题较大,需要继续降低成本。”在李毅中看来,“灰氢”变“蓝氢”的关键是二氧化碳的捕集、储存还有利用,应抓紧研发攻关和产业化,“在这个难题解决之前,建议不宜新建化石能源制氢,这会伴生大量的二氧化碳排放。数据显示,生产1公斤氢气,煤制氢要伴生11公斤二氧化碳,油制氢伴生7公斤二氧化碳,天然气制氢伴生5.5公斤二氧化碳。”

与此同时,还可开展工业尾气中的氢回收提纯利用。李毅中说,若干工业尾气中含有一定数量的氢可供回收,氢气是石油化工的宝贵资源,用氢气来加氢精制、加氢炼化可以提高产品的质量和效率,但废氢回收需要投入改造,经济可行性有待进一步测算

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