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2020年·第六期《借势氢能新风口 积蓄发展新动能》

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2020年·第六期《借势氢能新风口 积蓄发展新动能》

时间: 2021-03-02 10:57

氢能是一种绿色清洁能源,是氢气和氧气反应释放的能量,被誉为最具前景的“二次能源”和21世纪的“终极能源”,以其能量密度大、燃烧热值高、来源广泛、清洁零碳等显著优势,成为引领新一轮能源技术变革的新风口和源动力。氢能是宇宙中分布最广泛的物质,构成了宇宙物质总量的75%,且可与电相互转换,实现电网和气网的互联互通,将在未来能源体系中发挥重要作用。广东佛山是中国氢能产业商业化的策源地,作为得改革开放风气之先和国内较早发展氢能产业的地区之一,佛山抢抓改革开放和粤港澳大湾区建设机遇,集中优势资源蓄力氢能产业,先后集聚起多家行业龙头企业,产业链涵盖制造储运、加氢站设计建造、氢燃料电池及核心零部件等多个环节,致力打造全国氢能产业全要素创新发展高地。

一、基础与现状

煤、石油、天然气等传统能源是当今时代的能源消耗主体,目前,世界主要发达国家都提出了禁售燃油车的时间表。而我国也向全世界作出了二氧化碳排放力争2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和的庄严承诺。党的十八大以来,我国生态环境保护发生历史性、转折性、全局性变化,深化生态文明建设已成为全社会普遍共识,“绿水青山就是金山银山”的理念越来越深入人心。当前,黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,汾渭平原及关中地区大气污染联防联控压力巨大。习近平总书记在陕西考察时指出,“调整区域产业布局,发展清洁生产,推进绿色发展”。氢燃料电池发电时直接将化学能转换为电能,产物只有水,转化效能高,可真正实现零排放、零污染,是目前最佳的能源解决方案,也是实现化石能源清洁化利用和清洁能源规模化发展的利器。随着氢能燃料电池技术发展和基础设施不断完善,氢能成为全球应对气候变化、实现碳中和目标、促进可持续发展的希望所在。

美国《时代周刊》把氢燃料电池列为21世纪高科技之首。燃料电池汽车与纯电动汽车相比,具有续航里程长、低温冷启动性能好和能量补充快等优点,必将成为未来高端纯电驱动车辆主体。随着新型非铂催化剂的研制成功,燃料电池汽车成本也将进一步降低,市场化进程将大幅提速。截至2019年底,全球燃料电池汽车累计销售量约2万多辆。氢能风口下,蕴藏着中国汽车产业弯道超车、迭代升级的战略机遇。在2019年全国“两会”上,《政府工作报告》中首次写入“推动充电、加氢等设施建设”内容,这也是氢能首次写入国务院《政府工作报告》。按照《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》描绘的路线图,到2030年,燃料电池车保有量要“撞线”200万辆,加氢站数量将达1000座,产业产值突破1万亿元。

中国是世界上最大的产氢国,工业制氢量达2500万吨/年,占世界三分之一强,同时中国也是全球最大的燃料电池商用车市场和制造基地。对于化石能源,未来30年甚至更长时间,仍将是能源消费结构主体,特别是中国,煤炭作为一次能源主体的地位难以动摇。通过制氢将化石能源中的能量转移到氢中,将排放的二氧化碳捕集封存,可以达到“低碳生产,零碳使用”目的。氢气还是化石能源清洁利用的重要原料,成熟的化石能源清洁利用技术对氢气需求量巨大,包括炼油过程中的加氢精制、加氢裂化以及煤高效清洁利用中的煤制气加氢气化、煤制油直接液化等工艺过程,推进氢能在这些领域的应用有望加速规模化、集约化、集群化。

20183月,原国家质检总局正式批准佛山、云浮在“十三五”期间率先筹建国家级氢能产业标准创新基地。一流企业做标准、二流企业做品牌、三流企业做产品,佛山通过积极努力,牵头制定一揽子标准,抢占行业竞争制高点。广东省政府投入巨资在佛山设立直管重点实验室,把氢能产业纳入重点研发范围,打造具有国际领先水平的研发平台。

佛山发展氢能产业的最大优势在于政府扶持和政策支持力度大,燃料电池汽车产业链完备,应用场景较为丰富。氢能的产业链较长,从氢气制取、储运、加注,燃料电池电堆、电控的氢燃料电池系统到整车生产,涉及几十个环节,氢能产业商业化已经初具规模。佛山发展氢能产业的劣势在于本地氢资源不足,需要从外地采购,运输成本较高。

目前,国内氢能产业链企业主要分布在下游应用环节,氢能储运、加注基础设施薄弱,燃料电池材料部件成为“卡脖子”问题。燃料电池制造属轻工业领域,国内燃料电池发动机的材料与零部件产业化相对滞后,成本和寿命距离国际商业化指标仍有差距。燃料电池上游产业化水平较低,催化剂、质子交换膜、气体扩散层、膜电极等具有较高的技术壁垒。长期以来,我国氢燃料电池系统关键材料部件依赖进口,直接导致成本居高不下,无法实现量产化、规模化。同时,燃料电池材料部件需要依靠高精尖的制造装备来实现,而目前该类制造装备也有量产瓶颈。

燃料电池的核心零部件对设备精度要求非常高,如极板压制的精度要达到10微米,质子交换膜厚度偏差不超过1微米。发展这样的先进装备制造业,不仅可以筑牢氢能产业的装备基础,也可以对其他产业发展产生催化作用,极大地赋能机器人、芯片等智能制造产业发展。

此外,加氢站是给以氢能为动力燃料的汽车提供氢气的氢气站。佛山在站点规划审批和布局建设方面,填补了国内行政审批体系的空白,而且通过和中石油、中石化的加油站合作共建加氢站,在实现路径上进行贯通。瀚蓝松岗禅炭路加氢站为二级加氢站,销售氢气执行标准为GB/T 3634.2-2011,纯度为≥99.999%,销售价格为80/公斤。

二、意义与借鉴

他山之石,可以攻玉”。《2013-2015年新能源汽车补贴政策》出台后,新能源汽车产销量分别增长了3.3倍和3.4倍。佛山市洞悉产业发展态势,认为纯电动车技术尚不成熟、产品难以量产,最终只是过渡性产品,要想弯道超车就要一步到位,前瞻性发展氢燃料电池汽车。2009年,佛山先后举办了两次高峰论坛,这是佛山布局氢能产业的发端。佛山之所以挺在中国氢能产业的最前沿、抢占行业发展的制高点,其主要意义和推广价值在于:

第一,做优顶层设计。201812月,佛山市政府印发《佛山市氢能源产业发展规划(2018—2030年)》,提出到2030年要形成超千亿元的氢能源及相关产业,不断扩大氢能产品在各个领域的示范应用,建设全国领先的氢能源产业示范城市和集聚高地。佛山建立了完善的规划和政策体系,对氢能产业进行全方位扶持,形成了从制氢、储氢、加氢、氢发动机及零部件,到整车制造、商业化示范的完整产业链。设立10亿元氢能产业股权投资基金和30亿元氢能产业发展基金,系统推进成效显著,“四梁八柱”架构完整,致力全方位、多层次打造全国领先的氢能产业集群。

第二,商业运作先行。作为科技部/联合国开发计划署“促进中国燃料电池汽车商业化发展项目”五大城市之一,佛山率先启动了氢能商业化运行:本地化首列氢能现代有轨电车成功下线;全国首条以氢能为动力的有轨电车示范线建设运行;国内首个商用加氢站审批、建设流程探索建立;全国首座商业化加氢站建成运营,市政府召开专题会议,由相关部门并联审批、共同担责,优化营商环境,明确建设标准,减少审批环节,提供全程无障碍服务。

第三,资源集约整合。佛山整合建设了氢能产业“铁三角”:南海区仙湖氢谷、高明区现代氢能电池有轨电车修造基地、佛山(云浮)产业转移工业园“三大基地”,形成了较为完备的产业链条。特别是在佛山(云浮)产业转移工业园,以五个“最”打造国内具有影响力的中国氢谷:全国最早以氢能为主导产业的专业化园区、全球规模最大的氢燃料电池电堆生产基地、全球规模最大的氢能汽车整车生产基地、全国最早投入商业运营且加氢量最大的加氢站、全国最早开通的氢能公交车运营线路。

第四,科学技术支撑。佛山(云浮)产业转移工业园和中国标准化研究院合作,建设全国首个国家级氢能及燃料电池实验室和首个氢能产业质检中心。在技术路径选择方面,瞄准商用车领域,将世界领先的燃料电池技术和中国商用车产业紧密结合,有中生新,开辟新路。成功引进巴拉德技术,通过二次创新研发,依托上海重塑平台,实现国产化升级再造。

三、思考与建议

氢能是构建清洁低碳、安全高效现代能源体系的重要组成部分。韩城作为西北重要的能源化工基地和陕西最大的钢铁生产基地,市域企业生产过程可产生大量富余焦炉煤气,低成本生产出高纯度氢气。现有焦化产业产能890万吨/年,年产20亿标立方焦炉煤气,可年产约18万吨氢气。20201023日,陕西旭强瑞清洁能源有限公司成功生产出纯度达99.999%的高纯氢,这是西北地区利用焦炉煤气提取高纯氢的首家企业。奋斗“十四五”、奋进新征程,韩城将立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展,依托现代煤化工、清洁能源聚集优势发展低成本氢源,抢占新风口,布局新经济,凝聚新动能,打造经济高质量发展的新动力源和新增长点,抢占未来产业发展和行业竞争的制高点。

一是政府主导,精准定位。韩城发展氢能产业要跟整个晋陕豫黄河金三角协同联动,和周边县市抱团发展,打造黄河“几”字湾“氢走廊”。积极协调省发改委、工信厅等部门,在陕西氢能产业规划中找寻战略支撑,打造以西安为技术研发和消费终端,榆林、韩城等为能源供应前端的产业链条,用质优价廉的氢气介入全省氢能产业版图,真正将韩城氢能产业发展镶嵌入全省氢能产业集聚带。要专人专班强力跟进,成立领导小组,加大工作力度,统筹解决行业创新与发展的重大问题。加强向上汇报对接,最大限度争取政策、资金和项目支持。尽快研究制定扶持政策,营造技术、产业、应用互动融合和人才、制度、环境相互支撑的氢能产业生态圈。

二是规划引领,先行先试。聚焦产业延链、增链、绿链,邀请专业团队编制《韩城市氢能产业发展规划》,推动涉氢产业做大做强,产业发展动能从传统支撑向先导引领转型、能源利用方式从耗能城市向制能城市转型,加快构建以产业生态化和生态产业化为主体的氢能生态经济体系。依托我市焦化产业基础,高点定位做好顶层设计,明确主攻方向,谋划发展路径,推动氢能产业高质量、可持续发展。围绕陕西旭强瑞清洁能源有限公司高纯氢项目,以点带面,示范带动,为下一步氢能全产业链发展奠定基础。按照“经济一体化,服务同城化”目标,以韩河协同产业园为先导,和山西省河津市共同打造氢能利用先行示范区,织密高质量发展绿色本底。

三是科技支撑,创新驱动。坚持把科技自立自强作为高质量发展的战略支撑,做好产业基础高级化、产业链现代化这篇文章。充分发挥企业创新主体地位,嫁接西安科教军工资源优势,构建以关键技术、产品工程化为主线的技术创新体系。鼓励国内外知名氢能科研院所和龙头企业联合建设区域氢能技术协同创新平台,设立专门研究院、分支机构、工程技术中心及其他应用技术创新平台,推动产学研用深度融合、协同创新。以“十四运”举办为契机,研究制定产业规划,完善配套支持政策,试点推进应用示范项目建设。计划先期从常温常压氢能储运、煤炭超临界制氢、能源互联岛等核心项目破题,再从核心项目向上下游延伸,为氢能资源禀赋插上科技的翅膀,让传统产业竞争力和创新力实现腾飞。

四是产业协同,集群发展。依托现有基础,围绕制氢、提纯、储存、运输等产业环节,构建生产、研发、应用、服务于一体的全生命周期发展体系。聚焦氢能产业链关键环节,积极招大引强,吸引一批具有行业影响力、技术先进的示范项目落户韩城,实现补链、强链与扩链。对完善氢能产业链具有关键作用的重大项目和龙头企业,给予“一事一议”综合政策扶持。引导和鼓励本地企业拓展氢能业务,支持优势企业以相互持股、战略联盟等方式强强联合,通过整合上下游产业要素,推动从研发、生产、应用到服务的产业链深层次互动和协作,助推经济社会发展全面绿色转型,为黄河流域生态保护和高质量发展积蓄澎湃动能。(作者系韩城市人民政府市长----亢振峰)

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