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“終極能源”,應用前景十分廣闊。
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、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水平的加氫基礎設施網(wǎng)絡;《河北省推進氫能產(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通過變換轉化為CO2,碳排放較高。”清華大學山西清潔能源研究院常務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總監(jiān)屈強等認為,制氫環(huán)節(jié)問題不大,但氫的儲存、運輸、應用等成本較高,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施,這些還沒有標準規(guī)范,均需要技術突破。
中國科學院大連化物所研究員周利進一步分析說,我國的氫能應用技術還沒有完全成熟,比如氫燃料電池膜、催化劑以及循環(huán)泵、空壓機、電墩等核心設備尚未突破,完全依賴進口,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,目前涉及氫能領域的注冊企業(yè)達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工程股份有限公司副總經(jīng)理朱玉營、華東理工大學教授王輔臣等認為,這是過度炒作氫能的結果,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,加強基礎研究,消除技術壁壘,實現(xiàn)技術和裝備國產(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)?;寐吠具€十分遙遠。”中石化洛陽工程公司高級工程師梁龍虎認為,國家應從政策層面做好頂層設計,建議氫能示范項目通過企業(yè)招標、國家投資,將補貼變?yōu)榧夹g前期投入,實現(xiàn)成果共享,加快技術應用形成全產(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/時高純氫技術示范裝置即將運行,氫氣純度將達99.99999%。
晉煤集團煤化工研究院高工原米貞認為,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,也應成為氫能的利用方向。
近年來,業(yè)內(nèi)企業(yè)紛紛進軍氫能利用產(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,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,布局氫能供應及分布式熱電聯(lián)供產(chǎn)業(yè)。該集團還與中國石油大學(華東)共同建設石油大學—兗礦新能源學院,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,將在3年內(nèi)建成氫氣制備、儲運及應用的智能化氫能示范工程。