為促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)范有序高質(zhì)量發(fā)展,經(jīng)國務(wù)院同意,國家發(fā)展改革委、國家能源局于2022年3月23日聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》(以下簡稱《規(guī)劃》)。
氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源,對構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo),具有重要意義。《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》要求,統(tǒng)籌推進(jìn)氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展,推動加氫站建設(shè),推進(jìn)可再生能源制氫等低碳前沿技術(shù)攻關(guān),加強(qiáng)氫能生產(chǎn)、儲存、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)模化應(yīng)用。《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動方案的通知》明確,加快氫能技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用,探索在工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑等領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用。“十四五”規(guī)劃《綱要》提出,在氫能與儲能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域,組織實(shí)施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃,謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)。
《規(guī)劃》明確了氫的能源屬性,是未來國家能源體系的組成部分,充分發(fā)揮氫能清潔低碳特點(diǎn),推動交通、工業(yè)等用能終端和高耗能、高排放行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。同時,明確氫能是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向,是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點(diǎn)。
《規(guī)劃》提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本原則:一是創(chuàng)新引領(lǐng),自立自強(qiáng)。積極推動技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用和商業(yè)模式創(chuàng)新,集中突破氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸,增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定性和競爭力。二是安全為先,清潔低碳。強(qiáng)化氫能全產(chǎn)業(yè)鏈重大風(fēng)險的預(yù)防和管控;構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系,重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫,嚴(yán)格控制化石能源制氫。三是市場主導(dǎo),政府引導(dǎo)。發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用,探索氫能利用的商業(yè)化路徑;更好發(fā)揮政府作用,引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展。四是穩(wěn)慎應(yīng)用,示范先行。統(tǒng)籌考慮氫能供應(yīng)能力、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、市場空間和技術(shù)創(chuàng)新水平,積極有序開展氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范,避免一些地方盲目布局、一擁而上。
《規(guī)劃》提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展各階段目標(biāo):到2025年,基本掌握核心技術(shù)和制造工藝,燃料電池車輛保有量約5萬輛,部署建設(shè)一批加氫站,可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬噸/年,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100-200萬噸/年。到2030年,形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系,有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。到2035年,形成氫能多元應(yīng)用生態(tài),可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的比例明顯提升。
《規(guī)劃》部署了推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措:一是系統(tǒng)構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。聚焦重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié),著力打造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新支撐平臺,持續(xù)提升核心技術(shù)能力,推動專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)。二是統(tǒng)籌建設(shè)氫能基礎(chǔ)設(shè)施。因地制宜布局制氫設(shè)施,穩(wěn)步構(gòu)建儲運(yùn)體系和加氫網(wǎng)絡(luò)。三是有序推進(jìn)氫能多元化應(yīng)用,包括交通、工業(yè)等領(lǐng)域,探索形成商業(yè)化發(fā)展路徑。四是建立健全氫能政策和制度保障體系,完善氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)全鏈條安全監(jiān)管。
《規(guī)劃》要求,國家發(fā)展改革委建立氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展部際協(xié)調(diào)機(jī)制,協(xié)調(diào)解決氫能發(fā)展重大問題,研究制定相關(guān)配套政策。各地區(qū)、各部門要充分認(rèn)識發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的重要意義,把思想、認(rèn)識和行動統(tǒng)一到黨中央、國務(wù)院的決策部署上來,加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào),壓實(shí)責(zé)任,強(qiáng)化政策引導(dǎo)和支持,通過采取試點(diǎn)示范、宣傳引導(dǎo)、督導(dǎo)評估等措施,確保規(guī)劃目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)落到實(shí)處。
氫能相關(guān)知識背景學(xué)習(xí):
1、氫能發(fā)展背景
碳中和政策給氫能設(shè)置了時間點(diǎn),加速了氫能的發(fā)展,2060年前氫能肯定是要有重大突破。氫能有3大優(yōu)勢:發(fā)展氫能有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可再生能源的高比例消納;有利于實(shí)現(xiàn)終端難減排領(lǐng)域的碳中和;有利于早日實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立。氫能規(guī)劃將成為雙碳“1+N”政策體系中的一個,且發(fā)布速度較快;氫能將成為碳中和能源體系中的重要組成部分,將氣、電、熱等網(wǎng)絡(luò)有機(jī)聯(lián)系起來,構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的能源體系;國際氫能委員會估計(jì)到2050年全球終端能源的18%由氫能承擔(dān),2060年氫在我國終端能源體系中的占比至少20%,市場規(guī)模提升8-10倍。
2、全球氫能應(yīng)用現(xiàn)狀
總體情況:全球氫氣產(chǎn)量7000萬噸/年,天然氣制氫占比48%、石油制氫30%、煤制氫18%、電解水制氫4%,主要應(yīng)用于化工冶煉、合成氨等領(lǐng)域,逐步拓展到交通、分布式供能、家用熱電聯(lián)產(chǎn)、天然氣部分替代、氫冶金等領(lǐng)域。
3、國內(nèi)外氫能政策
各國發(fā)展氫能的訴求:美國是電力供應(yīng),歐洲是深度脫碳,日本和韓國是能源安全。2020年底全球16個國家制定了國家氫能戰(zhàn)略,還有11個國家正在制定。
· 美國:分布式供能:利用天然氣重整制取氫氣,通過燃料電池發(fā)電
· 德國:利用可再生能源電解水制氫,將氫氣摻入到天然氣管道中
· 日本:燃料電池車和加氫站(目前燃料電池車近3000輛,加氫站有100多座);家用熱電聯(lián)產(chǎn)ENE-FARM(2018年累計(jì)裝機(jī)超過30萬臺)
中國氫能:氫氣產(chǎn)能4100萬噸/年,產(chǎn)量3342萬噸,來源與全球結(jié)構(gòu)不同,煤制氫占比約63%,副產(chǎn)氫約22%,天然氣制氫約14%,電解水制氫約1.5%。我國多數(shù)氫氣用于合成甲醇、合成氨和石油煉化,少量作為工業(yè)燃料使用;交通、發(fā)電、建筑等領(lǐng)域的消費(fèi)量目前較小,需求逐步增加。商用車中重卡是當(dāng)前應(yīng)用熱點(diǎn),燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成,1/3央企布局氫能產(chǎn)業(yè);2021年底加氫站運(yùn)營和在建超200座;發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)在廣州大學(xué)城(300kw)和遼寧大連營口三證公司也有示范(2MW)。
國內(nèi)氫能政策:國家高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。國家發(fā)改委、能源局、工信部、科技部、財政部等多個部委從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)出臺了多項(xiàng)國家政策,支持氫能產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展
· 2006年-2014年,氫能技術(shù)推廣階段;
· 2014年-2019年,氫能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化階段
· 2019年首次寫入《政府工作報告》;2020年寫入《能源法》,明確了氫氣的能源屬性;國家發(fā)改委制氫氫能規(guī)劃
燃料電池汽車示范城市群:2020年9月,財政部等五部門發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》,將采取“以獎代補(bǔ)”方式,對符合條件的城市群開展關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎勵。重點(diǎn)是對核心技術(shù)的研發(fā)突破,對零部件廠商進(jìn)行直接補(bǔ)貼和支持,依托城市群的完整產(chǎn)業(yè)鏈。獎勵規(guī)模合計(jì)大概17億元,其中制氫2億元、燃料電池車推廣15億元;補(bǔ)貼力度比較高,補(bǔ)貼細(xì)則比較多。關(guān)鍵點(diǎn):①需求和攻擊互補(bǔ):加氫站選址布局是關(guān)鍵;②產(chǎn)業(yè)鏈完整性:關(guān)鍵核心零部件生產(chǎn)企業(yè)(膜、碳紙、催化劑等)。
國內(nèi)氫氣發(fā)展展望:到2030年,氫能源需求3715萬噸,終端消費(fèi)占比5%。到2060年,氫能源需求1.3億噸左右,終端消費(fèi)占比20%;工業(yè)領(lǐng)域用氫占比仍然最大,約7,794萬噸,占?xì)淇傂枨罅?0%;交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫4,051萬噸,建筑領(lǐng)域用氫585萬噸,發(fā)電與電網(wǎng)平衡用氫600萬噸。未來可再生能源制取綠氫市場規(guī)模會提升比較大。
制約因素:氫氣和天然氣屬于危險化學(xué)品,爆炸極限比較寬泛,氫氣安全是重中之重。氫氣生產(chǎn)需要許可證(《危險化學(xué)品安全生產(chǎn)許可證》、《危險化學(xué)品經(jīng)營許可證》、《工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證》、《氣瓶充裝許可證》)。氫氣生產(chǎn)屬于《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》中的“2619其他基礎(chǔ)化學(xué)原料制造”,要求進(jìn)入化工園區(qū),建議:推動氫能向能源品管理,發(fā)展制氫母站。
4、氫能產(chǎn)業(yè)鏈分析
· 制氫:當(dāng)前煤制氫為主,但不可持續(xù)且減排成本高,適合大規(guī)模制氫;電解水制氫發(fā)展?jié)摿Υ螅请妰r成為制約其應(yīng)用的最大障礙。
· 運(yùn)氫:國內(nèi)以長管拖車為主,經(jīng)濟(jì)距離在200公里以內(nèi),8-10元/百公里,需要解決長距離運(yùn)氫難題,液氫和管道輸氫很有前景。國外2/3氫氣是液氫運(yùn)輸;管道輸氫可以借助天然氣管道摻氫,百公里千克輸氫成本在1元以下;國內(nèi)年消費(fèi)3000億方天然氣中摻混部分氫氣可以笑納大概300多萬噸綠氫。截至2020年,全球共有40多個示范工程,每年有2900噸氫氣摻入天然氣管網(wǎng),摻氫比例最高可達(dá)20%。歐洲35%在營或在建的可再生能源制氫項(xiàng)目用于天然氣摻氫。
· 儲氫:高壓儲氫為主;逐漸向液氫儲存發(fā)展,是大規(guī)模氫能應(yīng)用的方向。車載儲氫瓶方面,國內(nèi)是35MPa三型瓶為主,逐漸向70Mpa四型瓶過渡。
· 應(yīng)用:氫能冶金、合成氨原材料、燃料電池車、家用熱電聯(lián)產(chǎn)等。
國內(nèi)氫能仍有技術(shù)上的難點(diǎn)。國家科技部也設(shè)立了氫能獨(dú)立研發(fā)專項(xiàng),逐步攻克各個難點(diǎn)。
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