氫能熱潮勢不可擋
氫能具有能量密度大、燃燒熱值高等優(yōu)點,燃燒同等質(zhì)量的氫產(chǎn)生的熱量約為汽油的3倍、乙醇的3.9倍、焦炭的4.5倍,并且過程零污染、零碳排,是目前最干凈的能源,被譽為21世紀(jì)“終極能源”,應(yīng)用前景十分廣闊。
近年來,氫能產(chǎn)業(yè)在中國引發(fā)一輪熱潮,各地幾乎都有發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃,大型國企及民企紛紛搶灘布局。9月16日,東華能源等與茂名簽署烷烴資源綜合利用項目投資協(xié)議,將打造以丙烷脫氫為龍頭的世界級綠色化工和氫能源產(chǎn)業(yè)園;9月12日,延長石油與南京大學(xué)、昆山高新區(qū)共同組建江蘇延長桑萊特新能源科技有限公司,以此為主體共建面向長三角氫走廊、輻射全國的氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心;7月27日,浙江嘉興港區(qū)管委會與浙江清華長三角研究院、空氣化工產(chǎn)品(中國)公司簽署框架協(xié)議,成立長三角氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,合作共建氫能產(chǎn)業(yè)示范區(qū),啟動編制氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,規(guī)劃建設(shè)一批氫能加氣站。
今年國內(nèi)17個省份的22個城市及地區(qū)也發(fā)布了與氫能相關(guān)的地方政策,各地政府陸續(xù)出臺的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃更是雄心勃勃。比如,上海市公布了《長三角氫走廊建設(shè)發(fā)展規(guī)劃》,分三個階段將長三角氫走廊打造成為國際先進(jìn)水平的加氫基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò);《河北省推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施意見》提出,要率先將河北省打造成全國氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高地;《成都市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2019~2023年)》明確提出,2023年成都市氫能產(chǎn)業(yè)主營業(yè)務(wù)收入力爭超過500億元,打造成為全國知名的氫能產(chǎn)業(yè)高端裝備制造基地。
核心技術(shù)尚未突破
氫能發(fā)展熱潮涌動,那么這么多的氫氣從哪兒來呢?煤氣化、天然氣、水電解等都可制氫,其中煤制氫最經(jīng)濟。尤其是合成氨、焦化企業(yè)副產(chǎn)的氫氣成本最低,僅0.5~0.8元/立方米,是目前制氫來源最廣泛的技術(shù)路線,一些大型煉油企業(yè)也使用煤制氫作為氫來源的補充。
“雖然煤化工制氫成本低,但要消耗能源獲得,從全生命周期來考量,煤制氫屬于‘黑氫’,制氫過程產(chǎn)生的CO通過變換轉(zhuǎn)化為CO2,碳排放較高。”清華大學(xué)山西清潔能源研究院常務(wù)副院長張建勝介紹說,通過可再生能源制的氫屬于“綠氫”,而煤化工企業(yè)副產(chǎn)的氫氣是介于二者之間的“灰氫”。
中國化學(xué)工程集團有限公司總工程師賈美平、空氣化工產(chǎn)品(北京)投資有限公司氣化工藝技術(shù)總監(jiān)屈強等認(rèn)為,制氫環(huán)節(jié)問題不大,但氫的儲存、運輸、應(yīng)用等成本較高,尚沒有好的辦法。比如金屬儲氫規(guī)模有限,液氫運輸和管道輸送氫氣需要終端儲存設(shè)施,這些還沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,均需要技術(shù)突破。
中國科學(xué)院大連化物所研究員周利進(jìn)一步分析說,我國的氫能應(yīng)用技術(shù)還沒有完全成熟,比如氫燃料電池膜、催化劑以及循環(huán)泵、空壓機、電墩等核心設(shè)備尚未突破,完全依賴進(jìn)口,價格十分昂貴。
氫能產(chǎn)業(yè)盡管存在如此多問題,但國內(nèi)眾多企業(yè)和大量資本已開始盲目涌入,目前涉及氫能領(lǐng)域的注冊企業(yè)達(dá)3400多家,一些涉氫的上市公司股價經(jīng)歷“過山車”。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,這是一些企業(yè)為獲取國家補貼盲目發(fā)展氫能的不正?,F(xiàn)象。
對此,賈美平、周利以及航天長征化學(xué)工程股份有限公司副總經(jīng)理朱玉營、華東理工大學(xué)教授王輔臣等認(rèn)為,這是過度炒作氫能的結(jié)果,僅靠國家補貼的氫能項目是沒有前途的。我國涉及氫能的企業(yè)多而散,核心技術(shù)缺失,創(chuàng)新能力不足,他們呼吁要冷靜發(fā)展氫能,建議企業(yè)和科研單位聯(lián)手創(chuàng)新攻關(guān),加強基礎(chǔ)研究,消除技術(shù)壁壘,實現(xiàn)技術(shù)和裝備國產(chǎn)化,通過各環(huán)節(jié)分別突破,確保全產(chǎn)業(yè)鏈有序發(fā)展。
拓展用途完善產(chǎn)業(yè)鏈
“我國氫能全產(chǎn)業(yè)鏈還未形成,規(guī)模化利用路途還十分遙遠(yuǎn)。”中石化洛陽工程公司高級工程師梁龍虎認(rèn)為,國家應(yīng)從政策層面做好頂層設(shè)計,建議氫能示范項目通過企業(yè)招標(biāo)、國家投資,將補貼變?yōu)榧夹g(shù)前期投入,實現(xiàn)成果共享,加快技術(shù)應(yīng)用形成全產(chǎn)業(yè)鏈。
據(jù)悉,煤制氫的純度僅99.5%,而氫燃料電池要求99.999%(即5個9)以上。張建勝建議拓展氫氣用途,生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品,發(fā)揮其應(yīng)有的價值,如發(fā)展純度為99.999999%(即8個9)的高純氫,既可加工芯片的原料電子級多晶硅,也可做燃料電池。據(jù)透露,他們研發(fā)的5000立方米/時高純氫技術(shù)示范裝置即將運行,氫氣純度將達(dá)99.99999%。
晉煤集團煤化工研究院高工原米貞認(rèn)為,在發(fā)展氫能汽車和氫燃料電池的同時,天然氣或工業(yè)尾氣摻氫作為燃料或用于發(fā)電,也應(yīng)成為氫能的利用方向。
近年來,業(yè)內(nèi)企業(yè)紛紛進(jìn)軍氫能利用產(chǎn)業(yè)。2018年初,兗礦集團開始實施氫能源產(chǎn)業(yè)三年行動,將氫能納入企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,制定計劃探索氫能源的提純、存儲和運輸技術(shù),規(guī)劃氫能源使用示范區(qū)。今年1月和3月,兗礦集團分別與法液空公司、日本東芝能源公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,布局氫能供應(yīng)及分布式熱電聯(lián)供產(chǎn)業(yè)。該集團還與中國石油大學(xué)(華東)共同建設(shè)石油大學(xué)—兗礦新能源學(xué)院,依托下屬企業(yè)兗礦國宏化工有限公司的現(xiàn)有條件,規(guī)劃建設(shè)兗礦新能源研發(fā)創(chuàng)新中心,著手實施氫氣制備、純化、儲運、加注及燃料電池等研發(fā)示范項目。目前,制氫純化、加氫站已開工建設(shè),將在3年內(nèi)建成氫氣制備、儲運及應(yīng)用的智能化氫能示范工程。