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未來能源終極形態(tài)——“氫能社會”

2018-10-15
關(guān)鍵詞: 燃料電池 氫儲能 氫能

  前言:在日本,氫能社會戰(zhàn)略已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略的層面。日本新能源與工業(yè)技術(shù)發(fā)展機構(gòu)(NEDO)氫能主任大平英二在論壇上分享說:“氫能已經(jīng)成為日本的基本戰(zhàn)略,成為全球首個國家戰(zhàn)略。2050年,我們的愿景是將氫氣作為可再生能源后的另一種新能源,并且制定了使氫氣價格從2030年的3美元/千克降至2050年2美元/千克的目標。”

  能源革命正熱烈的進行,新銳的能源形態(tài)演繹著各自的風云,試圖在未來的能源體系中占據(jù)主導地位,其中就包括被稱為21世紀終極能源的氫能。

  (來源:能源雜志 ID:energymagazine 作者:李帥)

  “可以將2018年定義為中國氫能源及燃料電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展元年。在通過三個階段的有序發(fā)展之后,中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)技術(shù)快速進步,大量創(chuàng)新成果爆發(fā)式涌現(xiàn),氫能實現(xiàn)可持續(xù)開發(fā),在小汽車、軌道交通、船舶、航天、物流系統(tǒng)、礦用車等領(lǐng)域廣泛應用,行業(yè)健康發(fā)展,最終形成‘氫能社會’。”10月10日晚,在2018中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)高峰論壇的媒體見面會,中國氫能聯(lián)盟理事長、中國工程院院士凌文對《能源》雜志記者說。

  凌文還表示:以乘用車為例,到2020年實現(xiàn)5000-10000輛燃料電池車運行,運營在建加氫站100座;到2030年,發(fā)展100萬輛燃料電池車,在建加氫站1000座;到2050年,氫燃料電池車和發(fā)電均實現(xiàn)大規(guī)模應用,氫能成為能源消費中的重要選擇。

  10月11日,論壇大幕正式拉開,中國、美國、日本等諸多國家在氫能和燃料電池的話題上共同交匯,同時發(fā)布了《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》核心觀點(下簡稱“報告”)。

  那么,未來是“氫能社會”的終極命題該如何去理解呢?這條路又該怎么走呢?

  中國能源體系的“瑕疵”

  中國氫能聯(lián)盟專家委員會主任余卓平在報告開篇時指出:“我國能源體系存在不安全、不平衡、不可持續(xù)的問題,主要體現(xiàn)在能源安全、煤炭大國但利用不夠清潔、可再生能源發(fā)展遇瓶頸、碳排放壓力大和電力系統(tǒng)靈活性不足五方面。”

  2017年,石油進口量突破4億噸,對外依存度高達68.85% ,70%石油進入交通運輸領(lǐng)域;天然氣進口量946億立方米,39%的天然氣依靠進口。

  煤炭方面,80%應用在燃燒后的發(fā)電和供熱,碳排放量大,散燒煤污染嚴重;低質(zhì)褐煤保有儲量約1300億t,占煤炭儲量13%,開發(fā)利用不足;褐煤碳含量低,氫含量相對高,科學利用褐煤,相當于發(fā)現(xiàn)了一種新能源。

  此外,可再生能源并網(wǎng)消納困難。2017年可再生能源發(fā)電量占比僅增加0.7%,全年棄可再生能源電量達1007億kwh,阻礙了可再生資源進一步規(guī)模化應用。

  我國提出2030年減排目標:單位GDP的二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)為我國碳排放目標帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

  而電力作為我國終端能源消費的主體,其最大問題在于無法存儲。可再生能源的接入帶來的不確定性影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

  此時,氫能作為二次能源,具有零碳、高效、能源互聯(lián)媒介(電,熱,氣之間轉(zhuǎn)化的媒介,是在可預見的未來實現(xiàn)跨能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化的唯一途徑)和可儲能(可再生能源電解水制氫,實現(xiàn)能源消納與儲存)等特點,且有交通、工業(yè)、建筑等豐富的應用場景。

  現(xiàn)有氫氣工業(yè)基礎(chǔ)

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  數(shù)據(jù)來源:《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》

  未來氫氣工業(yè)基礎(chǔ)

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  數(shù)據(jù)來源:《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》核心觀點

  針對中國能源體系的不足,氫能或許能夠成為完美彌補。

  余卓平還介紹說:“未來氫在我國終端能源體系占比至少要達到10%,成為我國能源戰(zhàn)略的重要組成部分。氫能將納入我國終端能源體系,與電力協(xié)同互補,共同成為我國終端能源體系的消費主體。”

  總體把控和體系完善

  盡管“氫能社會”的藍圖十分美好,但是目前仍然處于初期的階段,仍然面臨一些挑戰(zhàn)。

  報告指出:氫能目前還未成為我國能源體系的組成部分,未作為能源進行規(guī)劃布局,國家層面缺乏頂層設(shè)計與戰(zhàn)略規(guī)劃,還未明確氫能歸口管理部門。

  在日本,氫能社會戰(zhàn)略已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略的層面。日本新能源與工業(yè)技術(shù)發(fā)展機構(gòu)(NEDO)氫能主任大平英二在論壇上分享說:“氫能已經(jīng)成為日本的基本戰(zhàn)略,成為全球首個國家戰(zhàn)略。2050年,我們的愿景是將氫氣作為可再生能源后的另一種新能源,并且制定了使氫氣價格從2030年的3美元/千克降至2050年2美元/千克的目標。”

  毋庸置疑,盡管國內(nèi)和日本資源匱乏的國情不同,但是如果想要較快的發(fā)展氫能,國家層面的戰(zhàn)略規(guī)劃和要求將至關(guān)重要。

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  數(shù)據(jù)來源:《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》核心觀點

  此外,國內(nèi)氫能發(fā)展在技術(shù)和裝備上也存在這樣或那樣的不足,但是記者觀察到,與會的專家和企業(yè)對于技術(shù)和裝備均比較自信,他們更為關(guān)注的是整個氫能以及燃料電池的體系。比如在制氫環(huán)節(jié),目前法規(guī)要求制氫需位于化工區(qū),導致運輸成本限制了制氫加氫合建站的發(fā)展。而在運氫、加氫站以及車載運氫系統(tǒng)方面,相關(guān)標準和法規(guī)也需要進一步完善。

  中國氫能聯(lián)盟早在2018年2月,由特大型能源中央企業(yè)——國家能源集團牽頭成立,聯(lián)盟聯(lián)合17家我國能源、裝備制造、交通運輸、冶金材料等行業(yè)的大型企業(yè)、知名高校、研究機構(gòu)共同發(fā)起,并邀請政、產(chǎn)、學、研及金融界50多家單位首批加入。

  誠然,不管是2月的聯(lián)盟成立,還是10月的聯(lián)盟高峰論壇,中國氫能的發(fā)展無疑正在走向正軌,中國的“氫能社會”也將逐步變成現(xiàn)實。


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