在欧洲,欧盟25国促成的欧洲研究区专家认为,到2020年,成员国中会有5%的新型汽车和2%的船舶使用氢能产品;到2030年后,其市场占有率不断提高,预计届时氢能制造主要来自于可再生能源和先进的核能。其中,德国在氢能和燃料电池技术上处于领先地位。德国制定并执行了严格的氢能法规和标准,涉及氢能的生产、运输、加注、车辆的使用和购买等。2017年,宝马、奔驰等车企已开始商业化发展氢燃料电池汽车。
日本因自身能源缺乏,非常重视新能源开发,也是最早系统制定氢能发展规划的国家。日本1993年启动世界能源网项目,其目标是构建一个环球能源网络以实现氢能的高效供应、输送和利用。
日本新能源与工业技术发展机构氢能主任大平英二在中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛上表示,氢能已经成为日本的基本战略,成为全球首个国家战略。2050年,日本希望将氢气作为可再生能源后的另一种新能源,并且制定了使氢气价格从2030年的3美元/千克降至2050年2美元/千克的目标。
突破与挑战并存
干勇表示,氢能在交通领域的应用将会率先突破,尤其是重型卡车采用氢燃料电池,在运行环境和运行成本,包括续驶里程和加氢时间上拥有不错的前景。
2016年3月份,我国制定的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》提出,把可再生能源制氢、氢能与燃料电池技术创新作为重点任务;把氢的制取、储运及加氢站等方面的研发与攻关、燃料电池分布式发电等作为氢能与燃料电池技术创新的战略方向;把大规模制氢技术、分布式制氢技术、氢气储运技术、氢能燃料电池技术等列为创新行动。
2017年,科技部和交通运输部出台的《“十三五”交通领域科技创新专项规划》明确提出,推进氢气储运技术发展,以及加氢站建设和燃料电池汽车规模示范,形成较完整的加氢设施配套技术与标准体系。
在这个背景下,我国氢能产业的商业化步伐正不断加快,一些地方和能源企业纷纷布局氢能项目。
2018年1月份,武汉市氢能产业发展规划建议方案出炉。该规划建议,到2025年,力争氢能燃料电池全产业链年产值突破1000亿元,成为世界级新型氢能城市。
2022年,北京和张家口将联合举办第24届冬奥会。在冬奥会的规划中,将大量采用清洁的氢能源汽车用于通勤、物流。为此,张家口已经引入了70多辆氢能源公交车;与此同时,引入了多家企业生产氢燃料电池,并与国家能源集团探讨设立制氢和加氢设施,以期建立起氢能产业链。
然而,这仅是万里长征的第一步。据统计,2017年我国氢气产量约为2100万吨,其中用于生产合成氨、甲醇的原料氢占比约65%,用于石油炼制加氢等的占比约33%,工业氢气占比约2%,用作氢能载体仍仅为示范性工程。
万钢表示,与发达国家相比,我国在燃料电池基础研究和技术发展、氢能装备制造等方面仍相对滞后,特别是一些关键技术与国外仍存在差距,产业链较为薄弱。在基础设施方面,制氢、供氢和加氢的系统先进性有待提升,制氢成本有待降低,氢设施标准落后等也制约着产业发展。
中国航天科技101所副总工程师刘玉涛表示,储氢、运氢中的“卡脖子”问题可以考虑用液化氢的方式解决。
他介绍,目前采用进口的氢气传感器,监测时间要在几秒左右,而中国航天级传感器的监测时间已经能做到1秒左右。在储氢环节,对于能实现大规模存储、远距离输送的液态氢,早在上世纪60年代中国就能大规模生产。液化氢的产业化、规模化将会成为氢能产业发展的一大推动因素。
变化已经开始,未来正向我们走来。国际氢能委员会预计,到2050年,氢能可以满足全球能源总需求的18%或全球一次能源总需求的12%,氢能及氢能技术相关的市场规模将超过2.5万亿美元。