双碳目标为氢能快速发展带来重要机遇
长江日报:氢能被誉为21世纪的终极能源,这种说法是否客观?
潘牧:化石能源如煤、石油,以及可再生能源如太阳能、风能、水能等,这些都是一次能源,转化成的电就是二次能源。氢能和电一样,需要通过转化得到,所以也是二次能源。
目前地球上有绿氢、灰氢、白氢等。其中,绿氢和灰氢都是二次能源。白氢矿床目前已被探明存在,是一种天然的氢气,是一次能源,但还处在初步探索阶段。所以,氢能总体仍被定义为二次能源,需要一次能源的支持才能得到普及。
认为氢能是终极能源的观点并不十分科学,但氢能的确是非常重要的能源组成部分。我们目前使用的二次能源主要是电,但目前全球仍有很多电不能到达的地方,氢气就成为必然选择。
李谚斐:首先在于什么是“终极能源”。一方面,从我国明确提出的2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标来看,氢能会在其中扮演重要角色,到2060年,氢能成为终极能源有很大可能性。另一方面,氢能是21世纪终极能源的形式之一,但不是唯一的终极能源,这在业内是有共识的。其他清洁能源例如太阳能、风能,还有应用端的新能源汽车,目前都已得到快速的发展。目前来看,氢能发展相对滞后。
长江日报:氢能产业全球布局很早,为什么发展还相对滞后?
潘牧:发展氢能产业并非一个新鲜话题,上世纪七八十年代,国外为应对石油危机,就开始着手对氢能的研究。但是这些年来,石油资源未见枯竭,尤其是美国大力开采本国的石油、天然气资源,这让全球石油能源供应比较充足,导致氢能的发展自然放缓。
随着近年来我国双碳目标的提出,要解决脱碳问题,氢能被重新提上日程。实现双碳目标,让氢能产业迎来了快速增长的机遇。
有必要超前布局氢能相关储运基础设施
长江日报:从氢能产业上下游来看,氢能产业快速发展的难点有哪些?
李谚斐:从氢能产业整体来看,制氢是上游,储运、装备制造是中游,应用是下游。
谈到这里,首先得谈发展氢能的驱动因素。可再生能源,例如太阳能和风能的发展,需要配以储能,氢作为二次能源,就是储能的选项之一。这些一次能源转化为氢储存起来后,可解决航运业、钢铁业等领域的脱碳减排问题。从能源安全角度来看,除了电网,还需要其他形式,例如氢能的补充。
从上游来看,我国可再生能源发展较为充分,规模最大、速度最快,通过可再生能源制氢相对来说具备有利条件。目前来看,中游还有瓶颈,需要基础设施的配套;下游需要应用场景的配合。一般而言,上游运转较好、进展较顺利的项目,都有中游、下游的配合,有效解决了氢气的消纳问题。
长江日报:近期,中国石化起于内蒙古自治区乌兰察布市、终于北京燕山石化、全长400多公里的纯氢输送管道开始实施。这是我国首个纯氢长输管道项目。从氢能产业链角度看,这一事件有何标志性意义?
李谚斐:这意味着我国氢能产业链的瓶颈问题能在一些部门、场景中得到优先解决,这样氢能产业发展得也会更快一些,所以有必要超前布局氢能相关的储运基础设施。
氢气长距离运输管道的重要性就体现在,因为越来越多的管道一旦形成了网络,带来的不仅仅是管道本身的成本降低,还会产生网络效应。在这些效应的加持下,不管是车的成本还是燃料本身的成本都会大幅下降。
低碳氢能被大规模应用,对消费者来讲,在经济上要有竞争力;从环境考虑,有待于整个系统或整个供应链网络的形成,能把低碳氢能送到消费者、企业的手中,这样才能达到减排的效应,低碳氢能的环保优势才能体现出来。
实现氢能产业规模效应,须先找到大量应用场景
长江日报:氢燃料电池车作为氢气应用较为关注的场景,相比锂电池汽车,为什么发展迟缓?人们对氢燃料电池汽车的认识还有哪些误区?
潘牧:氢燃料电池车能量密度高、加氢时间短,在重载续航里程长的重型交通工具上具有明显优势。我国目前在乘用车领域采取锂电池技术路线,在商用车领域采取氢能源汽车技术路线。目前我国已经有五个城市正在大规模开展氢燃料电池车示范应用,发展势头非常好。
氢能产业的发展最开始是依靠氢能源汽车来带动的,目前全球已达到8万多台的保有量,中国有超过2万台的保有量,排名全球第二。要特别说明的是,人们容易“谈氢色变”,但这8万台车没有一台起火过,氢能源汽车的安全性是可靠的。
氢能源汽车大规模普及目前面临的主要问题,是从氢气制取到运输至加氢站,到给汽车加氢,成本已经增加好几倍,所以加氢的价格和加油的价格实际差不多,但是和纯电车比起来,氢能源汽车的使用成本高。
但我国有丰富的可再生能源,未来可再生能源产生的电会越来越便宜,由这些便宜的电制氢,也会逐步降低氢车的成本。长距离管网运输的搭建,相比长管拖车,也会让氢气的价格降下来。那个时候,氢能源汽车的春天就来到了。
李谚斐:氢能源汽车目前有两个发展方向,一是侧重于发展载重型客车和专用车辆,在我国表现突出;二是发展商用车,例如日本。
氢能源汽车的确是我国很多地区最开始布局氢能产业的重点。这是一个从无到有的过程,无论是汽车还是相关基础设施,例如加氢站都需投入大量成本,回报周期长,等待汽车数量增加有一个缓慢的过程。而纯
电动车,依靠我国现有成熟的电网体系,投入成本相对小很多。
所以,氢能产业在交通领域的表现,一般只会在固定路线、固定区域先试点,例如港口和各地都在投入的氢能源公交车。这些场景有稳定的需求,成本相对更低。
所以近一两年,氢能产业发力的重点转向了化工、船燃、航煤等领域,绿氢在这些产业有大量原料和燃料需求,因为这些产业正需要适应脱碳减排的标准。与交通领域的投入相比,这些产业只需将原有的燃料替换成绿氢即可,不需要额外投入其他成本。未来,这些大型产业对氢气的消纳,会逐步带动氢能基础设施和相关产业链的完善,增加加氢站的布局,有助于氢能源汽车的普及。
长江日报:化工、船燃、航煤等领域的大规模氢气应用,会对整个氢能产业带来哪些影响?
李谚斐:我们可以把这些应用场景看作是一种前瞻性的布局。目前我国氢能产业还没有形成规模和格局,氢气的使用成本很高,就需要一些能够消纳氢气的大型产业先用起来,逐步积累产能,这样产业的规模效应才会体现出来,成本才能降低。所以实际上我们在期待什么?下游在政策支持之下,把需求打开,例如在一些小众领域进行试点,再慢慢铺开,会产生学习效应、规模效应、网络效应,成本曲线会从高走低,就跟当年电动车、太阳能、风能的成本曲线类似,由此把氢能产业投入本身的成本降下来。
发展氢能产业,内陆地区有后发优势
长江日报:从国内氢能产业整体布局来看,哪些城市已形成较好的路径和经验?
李谚斐:粤港澳大湾区发展较好,实际上这里已经具备对氢能广泛的需求基础,例如在石化、化工、冶金、船燃、港口氢车运输以及食品加工等领域。还有,香港的城市燃气很早就采取掺氢,未来可用绿氢全部替代,这也是很大的需求。在大湾区,绿氢可以直接变成绿氨、绿醇,二者不仅可以作为交通和电力部门的燃料使用,还可以作为石化和化工行业的原料,有广泛应用。
所以,在大湾区,绿氢不论是用能还是原料的需求都非常充足,存在广泛的应用场景。其次,沿海地区有大量进出口氢基能源的机会。
潘牧:氢能实际是“奢侈品”。经济条件越好的地方,氢能的产业链和市场发展越好。但并不是说除了发达地区以外,其他地区就没有机会了。因为氢能产业还远没有达到成熟的地步,发展格局并没有形成,内陆城市、后发地区有后发优势。
(责任编辑:子蕊)