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氢能产业发展壮大势所必然 企业应当提早布局
——访中国工业气体工业协会常务副理事长洑春干
2023-03-07 00:00:00      中国经济导报

    与纯电车相比,氢能源汽车具有补能时间短、续航里程长的优势,氢能源汽车的发展成为我国氢能应用落地的缩影。图为在由诚志股份控股子公司诚志空气产品氢能源科技有限公司投资建设的常熟银河路加氢站,技术人员正在为常熟市的氢燃料电池公交车提供加氢服务。孙波/摄

与纯电车相比,氢能源汽车具有补能时间短、续航里程长的优势,氢能源汽车的发展成为我国氢能应用落地的缩影。图为在由诚志股份控股子公司诚志空气产品氢能源科技有限公司投资建设的常熟银河路加氢站,技术人员正在为常熟市的氢燃料电池公交车提供加氢服务。孙波/摄

 


张 欢 本报记者 | 崔立勇

    2022年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》(以下简称《规划》)。《规划》提出,到2025年,我国需要基本掌握核心技术和制造工艺,燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站,可再生能源制氢量达到10万~20万吨/年,实现二氧化碳减排100万~200万吨/年。到2030年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系,有力支撑碳达峰目标实现。到2035年,形成氢能多元应用生态,可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。
    《规划》发布指导一年后,我国氢能行业目前发展如何?行业企业在发展过程中应当注意哪些重点?目前主要面临哪些挑战?本报记者就此采访了中国工业气体工业协会常务副理事长、中国氢能供应与利用百人会秘书长洑春干。
    本报记者:我国氢能源产业处于什么样的发展阶段?目前发展情况如何?
    洑春干:从总体上看,中国氢能产业目前仍然处于发展初期,尚未进入产业发展的快速增长期。
    氢燃料电池汽车方面,我国有以京津冀城市群、上海城市群、广东城市群、河北城市群、河南城市群为代表的氢燃料电池汽车示范城市群作为氢能源汽车发展试点区域。5个示范城市群累计接入氢燃料电池汽车数量占全国氢燃料电池汽车接入量的70%以上。
    京津冀城市群、上海城市群、广东城市群、河北城市群目前已公布各自在示范期内推广燃料电池汽车数量的目标,分别为5300辆、5000辆、10000辆和7710辆。
    从氢能的物流运输来看,目前我国普遍采用20兆帕气态高压储氢和长管拖车运输方式,适用于日需求量在300千克以下、运输距离较短的加氢站。储氢方面,目前35~40兆帕高压储氢技术较为成熟,45兆帕以上、70兆帕以上高压储氢技术及液态氢储存技术仍在发展中。
    氢源方面,我国在工业副产氢气回收净化综合利用领域已经具有制高纯氢、燃料电池用氢的成套技术装备,目前处于世界先进水平。
    由此可见,我国氢能产业具有很大的发展空间,预计未来产值规模可达到万亿元。
    本报记者:我国氢能源产业在发展过程中,目前有哪些内容需要重点攻克?
    洑春干:虽然发展前景良好,但目前我国氢能产业的确存在诸多挑战,难点不少,如产业战略定位尚未明朗、产业国际竞争力不强、产业技术创新能力不强、相关标准尚未健全、基础设施建设滞后等。
    第一,行业发展仍需具体规划。在《规划》发布之前的很长一段时间,我国氢能产业主要为市场驱动发展的模式,缺乏行业整体战略规划。《规划》发布后,行业各层面的具体执行内容上,还有许多内容需要细化,产业战略规划、专项规划、相关政策体系建立等方面仍需要做大量工作。
    此外,目前氢能应用主要集中在氢燃料电池汽车领域,应用场景较为单一。氢作为理论上最优质的能源之一,在对实现“双碳”目标有强烈需求的化工、冶炼、轨道交通、航空航天等诸多产业领域,其所受关注仍较少,相应技术的研发进展较为缓慢,潜力尚未被充分发掘。
    第二,制氢成本需要继续降低。氢能行业未来要想充分发展,其中一个重点是氢源充足、制氢成本低。低成本氢能必须达到一定体量才能支撑氢燃料电池汽车的使用。
    工业副产氢气是伴随石油化工、煤化工、化肥等生产过程产生,其成本较低、提纯技术成熟;电解水制氢更为纯粹直接,但是受制于电价因素,目前我国电解水制氢的方式成本较高,且火电比例较高。
    随着我国风电和光伏发电技术不断成熟、在能源系统中占比不断提高,通过清洁能源和可再生能源发电、电解水制得的绿氢将促进氢能行业发展。
    第三,氢储运技术亟待突破。目前正在研究的储氢方案主要有液氢储存、低温高压氢储存、固体储存(吸附储存)等,此外油储氢等技术也在研发中。虽然技术研发已有较大进步,但如何提升氢气存储和释放的速率、提升储罐单位体积储运量、减少储氢材料损耗、降低储氢罐的生产成本等仍是攻克难点。
    目前,全球普遍使用的储氢罐压力在30兆帕左右。虽然已有成功的45兆帕以上甚至是近100兆帕储氢容器开发出来,但其每立方米容积的价格达到20万~100万元,无法实现商业化应用。基于成熟的液氮、液化天然气储存技术的液态氢储罐也是行业研发热点。
    在氢运输方面,目前国内主要采用20兆帕长管拖车(30兆帕正在推广),单体运量小、运输半径有限、成本较高。有企业也尝试采用液氢储罐进行氢运输,但是由于标准等原因,短期难以推广。
    第三,加氢站建设受限。目前我国正在运营和建设的加氢站数量很少,主要分布于京津冀、珠三角、长三角地区,且主要位于远离市区的位置。
    加氢站无法进入城区的主要原因是没有合适的场地。出于安全因素考量,我国的加氢站建设标准中对安全距离的要求远高于加油站、液化天然气站建设的安全距离要求,而市区内很少有能够满足加氢站建设的空地,市区现有加油站也因为占地面积原因,无法满足改造成加氢站的建设规划。
    本报记者:预计到什么时候氢能源汽车能够有实力与目前的主流机动车型尤其是电动车同场竞争?
    洑春干:电动车和氢能源汽车之间并不矛盾,完全可以根据社会当时的情况进行选择,“宜电则电、宜氢则氢”。
    氢能有很多特有的优点,如单位质量热值高、比电能更易于储存和运输、相较于电能更稳定等。氢燃料电池汽车在低温环境下启动快、续航受温度影响小,氢燃料电池余热可再利用,续航更长、储能设备的质量和体积更小、加氢时间与燃油车相当、电池使用寿命长。
    氢燃料电池汽车的特点决定了它特别适合作为对长距离、高续航有要求以及需要长期处于低温环境的道路交通。这也使氢燃料电池汽车和目前的新能源汽车之间可以协同发展、互为补充。
    燃料电池汽车的发展和加氢站等配套设施的建设、设备安装规范化等必须协同发展,尤其是氢燃料电池汽车和燃油车类似,必须去加氢站加氢补能,因此足够的加氢站是一个城市发展氢燃料电池汽车的必要条件。
    本报记者:《规划》已正式出台,企业在氢能源布局方面应该注意哪些内容?
    洑春干:需要注意的是,《规划》主要以顶层框架搭建为主,在具体的执行层面,仍需要各地方政府和行业内企业共同摸索,制定出符合我国需求、满足行业发展需要的标准及相关政策法规,并在相关技术上进行攻关,实现突破。
    在进行氢能源布局前,企业首先要对目标区域市场进行充分调研,了解当地是否有氢源、优惠电价,当地公共交通和出租车行业是否有较强的减碳需求等,再根据实际情况和当地政府进行接洽、共同布局。
    加氢站、氢能汽车属于“朝阳行业”,我国在这方面经验不足,很多地方从未接触过氢能相关工作,这也让地方政府态度谨慎。这需要企业、行业组织与政府之间积极沟通,行业组织集合企业进行技术攻关,并和地方政府进行联动,共同探索、共同推进行业进步。
    此外,新进入行业的企业可以尽快和氢能龙头企业建立连接,完善上下游建设。
    在《规划》的发展目标下,氢能行业发展壮大已是必然。企业应做好技术储备和布局储备,尽早起步。随着行业发展以及政策支持力度不断提升,早布局的企业会迎来更好发展。 

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