全球氫能賽道上,中國正以“領(lǐng)跑者”姿態(tài)加速沖刺:全鏈條技術(shù)自主化率大幅提升,綠氫產(chǎn)能突破12萬噸/年,多領(lǐng)域應(yīng)用從示范走向規(guī)?;W鳛樾滦湍茉大w系的核心支柱,氫能在保障能源安全、推動“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)中扮演著的關(guān)鍵角色,而產(chǎn)業(yè)加速成長的背后,技術(shù)攻堅、成本優(yōu)化、政策協(xié)同的多元合力,正為其打通從“產(chǎn)業(yè)熱點”到“經(jīng)濟增長點”的關(guān)鍵路徑。
全鏈技術(shù)突破筑牢產(chǎn)業(yè)根基
“十四五”期間,我國徹底扭轉(zhuǎn)了氫能核心材料和裝備大量依賴進(jìn)口的局面。
“'十四五'期間,我國徹底扭轉(zhuǎn)了氫能核心材料和裝備大量依賴進(jìn)口的局面?!比A南氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長周寧在接受中國工業(yè)報記者采訪時介紹,截至2024年底,膜電極、雙極板等關(guān)鍵材料國產(chǎn)化率已超50%,形成覆蓋“制儲輸用”全環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)品在高耐久性和復(fù)雜環(huán)境自適應(yīng)能力上達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
制氫技術(shù)的“多元協(xié)同”特征為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了基石。內(nèi)蒙古自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會研究人員在接受中國工業(yè)報記者采訪時指出,當(dāng)前,堿性電解槽國產(chǎn)化率超90%,已實現(xiàn)大規(guī)模商用;質(zhì)子交換膜電解槽(PEM)響應(yīng)速度與功率密度持續(xù)優(yōu)化。
儲輸環(huán)節(jié)技術(shù)瓶頸也在逐一破解。高壓儲氫領(lǐng)域,35MPa儲氫技術(shù)完全成熟,70MPa IV型儲氫瓶實現(xiàn)國產(chǎn)化量產(chǎn),質(zhì)量儲氫密度達(dá)國際領(lǐng)先水平;液態(tài)儲氫突破低溫液化與絕熱保溫技術(shù)瓶頸,固態(tài)儲氫在材料研發(fā)與工程化驗證上取得進(jìn)展,形成多元協(xié)同的儲氫技術(shù)體系。
輸氫方面,烏蘭察布-燕山石化等長輸管道標(biāo)桿項目落地,標(biāo)志著氫能運輸從“短途拖車”向“長途管網(wǎng)”轉(zhuǎn)型,“西氫東送”跨區(qū)域供應(yīng)鏈雛形初現(xiàn),形成“管道+拖車”互補的運輸格局,跨區(qū)域輸送能力顯著提升。
我國已成為全球可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者。周寧透露,截至2024年底,我國綠氫產(chǎn)能達(dá)12.3萬噸/年,占全球比例超50%。
中國電力工程顧問集團華北電力設(shè)計院有限公司高級工程師田江南在接受中國工業(yè)報記者采訪時表示,“十四五”期間我國建成多個綠電制綠氫萬噸級項目,“風(fēng)光氫儲”一體化成為主流模式,通過源網(wǎng)荷儲協(xié)同,有效解決可再生能源出力波動問題,推動綠氫成本穩(wěn)步進(jìn)入行業(yè)可接受區(qū)間。
氫能應(yīng)用從單一示范邁向多領(lǐng)域規(guī)模化落地,交通領(lǐng)域已成為重要突破口。內(nèi)蒙古自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會研究人員介紹,五大示范城市群(京津冀、上海、廣東、鄭州、河北)累計推廣燃料電池汽車超2萬輛。此外,燃料電池系統(tǒng)成本下降80%,核心部件國產(chǎn)化率超90%。
與此同時,工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用拓展亦成效顯著,化工領(lǐng)域成綠氫消納的核心場景。田江南介紹,綠氫應(yīng)用已延伸至合成氨、甲醇、煉化及綠色甲烷等環(huán)節(jié),綠氨、綠醇示范項目相繼投產(chǎn),生物質(zhì)耦合綠氫制綠色甲烷進(jìn)入中試階段。此外,冶金行業(yè)灰氫替代試點陸續(xù)落地,氫能儲能、分布式發(fā)電、零碳園區(qū)等新興應(yīng)用逐步驗證,推動氫能從單一能源載體向多場景協(xié)同的綜合能源解決方案升級。
氫飛科技(上海)有限公司創(chuàng)始人孫國利在接受中國工業(yè)報記者采訪時表示,氫能發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義,尤其在能源安全層面,中國與法國等國家面臨相似的能源對外依賴現(xiàn)狀,均需通過發(fā)展氫能降低對液化氣等外部能源的依賴,擺脫能源供應(yīng)掣肘。
成本制約成關(guān)鍵挑戰(zhàn)
站在規(guī)?;黄乒缘年P(guān)鍵窗口期,產(chǎn)業(yè)面臨的成本高企、技術(shù)瓶頸、政策適配不足、生態(tài)協(xié)同欠缺等制約因素,成為其從“政策驅(qū)動”向“市場驅(qū)動”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
站在規(guī)?;黄乒缘年P(guān)鍵窗口期,產(chǎn)業(yè)面臨的成本高企、技術(shù)瓶頸、政策適配不足、生態(tài)協(xié)同欠缺等制約因素,成為其從“政策驅(qū)動”向“市場驅(qū)動”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
“成本高企是當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)最直接的制約因素?!敝軐幹毖裕G氫平均交付價格約30元/千克,是天然氣等效能源成本的3-4倍,而15元/千克才是實現(xiàn)替代的臨界點。這一困境源于全鏈條成本疊加:電力成本占綠氫總成本的60%-70%,儲運環(huán)節(jié)成本占比達(dá)15-20%,再加上電解槽等核心設(shè)備的高額投資,形成難以突破的成本閉環(huán)。
田江南補充道,堿性電解槽依賴貴金屬催化劑,質(zhì)子交換膜電解槽核心材料被海外壟斷,導(dǎo)致設(shè)備成本居高不下;同時加氫站建設(shè)運營成本高企,國內(nèi)建成加氫站單站年均服務(wù)車輛僅53輛,遠(yuǎn)未達(dá)到200輛的盈利門檻,基礎(chǔ)設(shè)施陷入“密度-盈利”惡性循環(huán)。
技術(shù)瓶頸則集中體現(xiàn)在核心部件、儲運環(huán)節(jié)和系統(tǒng)適配三大領(lǐng)域。田江南指出,制氫端柔性不足,堿性電解槽功率調(diào)節(jié)范圍窄、響應(yīng)速度慢,難以匹配風(fēng)光發(fā)電的隨機性,而性能更優(yōu)的PEM電解槽,其質(zhì)子交換膜、低銥催化劑等核心部件仍依賴進(jìn)口,供應(yīng)鏈不穩(wěn)定。
此外,政策與標(biāo)準(zhǔn)層面的短板同樣制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2025年多地氫能補貼逐步退坡,加氫站建設(shè)補貼從最高1000萬元降至300萬元;同時全國性碳稅機制缺失,綠氫與灰氫的成本差距難以通過碳價調(diào)節(jié);地方政策碎片化問題突出,成都與武漢加氫站補貼相差6倍,導(dǎo)致資源錯配和區(qū)域發(fā)展不平衡。
當(dāng)前氫能標(biāo)準(zhǔn)雖覆蓋全鏈條,但跨領(lǐng)域銜接不暢,如氫能溯源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。內(nèi)蒙古自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會研究人員補充強調(diào),“氫能能源屬性尚未完全固化,部分環(huán)節(jié)仍按化學(xué)品管理,能源類全鏈條標(biāo)準(zhǔn)體系不健全,且國際標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)不足,難以支撐'產(chǎn)業(yè)換道超車'需求?!?/p>
系統(tǒng)性協(xié)同構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)
氫能作為全球能源轉(zhuǎn)型的核心賽道,其規(guī)?;l(fā)展并非單一環(huán)節(jié)的突破所能實現(xiàn),而是需要技術(shù)、成本、政策、生態(tài)的多維度系統(tǒng)性協(xié)同。
氫能作為全球能源轉(zhuǎn)型的核心賽道,其規(guī)?;l(fā)展并非單一環(huán)節(jié)的突破所能實現(xiàn),而是需要技術(shù)、成本、政策、生態(tài)的多維度系統(tǒng)性協(xié)同。業(yè)內(nèi)專家紛紛建言,應(yīng)聚焦關(guān)鍵瓶頸集中發(fā)力,通過技術(shù)創(chuàng)新與生態(tài)構(gòu)建,推動氫能產(chǎn)業(yè)從試點示范邁向商業(yè)可持續(xù)發(fā)展新階段。
破解技術(shù)瓶頸是氫能產(chǎn)業(yè)破局的核心抓手,需針對“卡脖子”環(huán)節(jié)精準(zhǔn)施策。田江南建議,一方面要提升制氫環(huán)節(jié)的柔性適配能力,開發(fā)可匹配風(fēng)光新能源出力波動的電解槽技術(shù);另一方面需加速高壓儲氫核心部件國產(chǎn)化進(jìn)程,大力推進(jìn)液氫技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用,同時優(yōu)化氫化工轉(zhuǎn)化技術(shù),進(jìn)一步提升綠氫轉(zhuǎn)化效率與規(guī)?;瘧?yīng)用的經(jīng)濟性。
在儲運領(lǐng)域,周寧建議,可推動鎂基儲氫材料的低溫性能改良,擴大高壓氫管道網(wǎng)絡(luò)覆蓋,借鑒液化天然氣接收站改造經(jīng)驗降低存儲投資;系統(tǒng)集成上,研發(fā)動態(tài)合成氨等柔性調(diào)控技術(shù),緩解風(fēng)光發(fā)電與制氫的穩(wěn)定性矛盾。
談及儲運技術(shù)路線選擇,孫國利表示,經(jīng)過國際國內(nèi)的深度調(diào)研,液態(tài)儲氫在安全性和經(jīng)濟性上更具優(yōu)勢,該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事等高端領(lǐng)域。在國家發(fā)展氫能的戰(zhàn)略契機下,氫飛科技將氫儲運技術(shù)引入并拓展到民用領(lǐng)域,打通氫儲堵點。
成本控制是氫能實現(xiàn)商業(yè)化閉環(huán)的關(guān)鍵。孫國利算了一筆賬:若采用液氫直供模式,跳過復(fù)雜且高成本的加氫站環(huán)節(jié),終端氫價預(yù)計可控制在35元/千克左右,與柴油價格持平,無需國家補貼即可形成商業(yè)閉環(huán)?!半S著氫液化技術(shù)的成熟與液氫儲運技術(shù)的落地,我國氫能源產(chǎn)業(yè)將真正實現(xiàn)'零碳能源'的商業(yè)可持續(xù)發(fā)展。”孫國利強調(diào)。
內(nèi)蒙古自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會研究人員提出,應(yīng)構(gòu)建“企業(yè)牽頭的創(chuàng)新聯(lián)合體”,聯(lián)合高校、科研院所強化概念驗證與中試驗證,加速實驗室技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化,同時為綠氫、藍(lán)氫、灰氫+碳捕集等多元技術(shù)路線留足發(fā)展空間。
規(guī)?;季峙c商業(yè)模式創(chuàng)新成為產(chǎn)業(yè)成本優(yōu)化的最優(yōu)解。周寧提出,構(gòu)建“綠電+氫能”一體化布局,在西北風(fēng)光資源富集區(qū)推進(jìn)大型制氫基地,利用0.15元/千瓦時以下的綠電降低電力成本。設(shè)備端則通過技術(shù)迭代和規(guī)模效應(yīng)持續(xù)降低成本。
內(nèi)蒙古自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會研究人員建議,依托“三北”地區(qū)資源優(yōu)勢,布局GW級綠氫生產(chǎn)基地,推進(jìn)“制氫-管網(wǎng)-應(yīng)用”一體化項目,通過規(guī)模效應(yīng)攤薄全鏈條成本;同時創(chuàng)新“綠氫+碳交易”商業(yè)模式,銜接碳排放總量和強度雙控制度,推動綠氫價格向商業(yè)化臨界點靠攏。
田江南則強調(diào),需通過規(guī)?;a(chǎn)減少電解槽貴金屬用量,在風(fēng)光資源富集區(qū)推廣離網(wǎng)制氫,推動電價降至0.2元/度以下。
政策層面則需強化頂層設(shè)計與協(xié)同發(fā)力。田江南呼吁,建立全國性碳稅機制,通過碳價調(diào)節(jié)綠氫與灰氫的成本差距;優(yōu)化補貼結(jié)構(gòu),推動地方政策向全產(chǎn)業(yè)鏈均衡分配,避免過度聚焦氫燃料電池汽車。
內(nèi)蒙古自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會研究人員指出,應(yīng)加快明確氫能能源屬性定位,出臺覆蓋制儲輸用全鏈條的能源類氫標(biāo)準(zhǔn)體系,同時深度參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定,提升全球產(chǎn)業(yè)規(guī)則話語權(quán)。
推動新型能源體系建設(shè)
業(yè)內(nèi)專家預(yù)測,到2030年,我國氫能產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)跨越式發(fā)展,成為新型能源體系的核心支柱,為“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)與能源安全保障提供關(guān)鍵支撐。
隨著“十五五”規(guī)劃建議明確將氫能納入未來產(chǎn)業(yè)布局,氫能產(chǎn)業(yè)有望加速發(fā)展。業(yè)內(nèi)專家預(yù)測,到2030年,我國氫能產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)跨越式發(fā)展,成為新型能源體系的核心支柱,為“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)與能源安全保障提供關(guān)鍵支撐。
周寧認(rèn)為,2030年將是我國氫能技術(shù)從“并跑”向“領(lǐng)跑”跨越的關(guān)鍵節(jié)點。根據(jù)《中國氫能技術(shù)發(fā)展研究報告2024》預(yù)測,屆時全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)將基本實現(xiàn)自主可控,核心裝備與材料競爭力顯著提升。
周寧預(yù)測,2030年,氫能產(chǎn)業(yè)從“試點探索”到“規(guī)?;е鞭D(zhuǎn)型將全面落地。在供給端,可再生能源制氫將成為主要增量,化石能源制氫逐步達(dá)峰回落,工業(yè)副產(chǎn)氫作為過渡手段保障需求,2030年前后綠氫供應(yīng)能力將實現(xiàn)質(zhì)的飛躍;在需求端,預(yù)計綠氫年需求量達(dá)500萬噸左右,應(yīng)用場景從交通單一領(lǐng)域拓展至化工、能源、冶金等多元市場。
展望“十五五”,周寧認(rèn)為,氫能的戰(zhàn)略定位將從“前瞻布局的未來產(chǎn)業(yè)”升級為“新型能源體系的核心支柱產(chǎn)業(yè)”?!笆逦濉币?guī)劃的戰(zhàn)略導(dǎo)向?qū)⑷媛涞?,氫能成為銜接“建設(shè)美麗中國”與“構(gòu)建新型能源體系”的關(guān)鍵紐帶。
屆時,氫能在新型能源體系中將承擔(dān)起“三大核心角色”。首先是可再生能源的“儲能載體”,通過電氫轉(zhuǎn)化破解風(fēng)電、光伏波動性難題,實現(xiàn)跨季節(jié)、跨區(qū)域能源調(diào)配,提升體系靈活性。其次是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)降碳的“關(guān)鍵路徑”,綠氫替代灰氫將推動化工、冶金等重工業(yè)深度脫碳,助力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。
更重要的是“電氫并行”的能源格局中,氫能與電力協(xié)同形成互補體系,在交通、工業(yè)等難以電氣化的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)綠色替代,完善能源供給矩陣??梢哉f,2030年的氫能將不再是“未來選項”,而是支撐我國能源體系高質(zhì)量發(fā)展的“核心支撐”。(記者 張楠)
轉(zhuǎn)自:中國工業(yè)報
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