氫能是指氫在物理與化學變化過程中釋放的能量。氫能作為一種可再生的的二次能源,具有來源廣泛、清潔低碳、靈活高效、應用場景豐富等諸多優點。
一、國內外氫能產業發展趨勢
目前,已有超過20個國家發布或制定了“國家氫能戰略”,歐、美、日、韓等發達國家和地區很早就看好氫能的發展,積極搶占氫能產業鏈以及各技術環節的制高點。我國也高度重視氫能產業發展,今年3月,國家發改委、能源局聯合發布了《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》,首次明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,將氫能規劃上升至了更宏觀的能源層面。
我省也出臺了《河南省“十四五”現代能源體系和碳達峰碳中和規劃》《河南省“十四五”戰略新興產業和未來產業發展規劃》,明確將氫能與新型儲能作為前瞻布局的六大未來產業之一,規劃建設鄭汴洛濮氫能走廊,加快氫能全產業鏈研發和一體化布局。
二、氫能產業技術現狀及我省基礎優勢
氫能產業鏈條長,從上游的氫氣制取,到中游的氫氣儲存和運輸,再到下游的加氫以及綜合應用,涉及到能源、化工、交通等多個行業,每一個關鍵環節的突破和產業化,都能為經濟發展提供有力支撐。
(一)氫氣制取。目前主要有三種主流制氫途徑:一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源制氫;二是以煤焦化、氯堿工業為代表的工業副產制氫;三是電解水制氫。受經濟成本和技術水平制約,中短期內我國氫氣來源仍將以化石能源制氫為主,以工業副產氫作為補充。隨著可再生能源發電成本的逐步下降,電解水制氫將成為未來綠氫大規模制取的主要方式。
我省是化工大省,煤焦炭、燒堿、合成氨等產業年副產氫氣約55萬噸,品質較好、價格較低,可以為初期氫能產業發展提供充足保障供應。除了工業副產制氫,我省還具備可再生能源制氫的資源條件。
(二)氫的儲運。儲運環節主要包括三種儲氫方式:高壓氣態儲氫、低溫液態輸送、材料儲氫。材料儲氫屬于化學儲氫方式,以固態金屬或者有機液態氫化物的形式來儲存,兼具前兩種儲氫方式的優點,發展前景很好。現階段,我國主要是以高壓氣態長管拖車運輸為主。隨著氫能大規模應用,要實現長距離、跨地區氫能運輸,管道輸氫是最適合的方式。除了專門的輸氫管道,國外如德國以及我國有些地區,已經在開展天然氣管道摻氫。我省在氫的儲運方面,開發出了部分儲運裝備及關鍵器件產品,并實現了產業化。洛陽雙瑞特裝在公路運輸及加氫站用的高壓儲氫瓶,以及車載儲氫用的35MPa/70MPa儲氫瓶研發制造上,已經取得部分成果。
(三)氫氣加注。加氫基礎設施是氫能利用和發展的中樞環節,是為燃料電池汽車充裝燃料的專門場所。全國已建成加氫站超過250座,約占全球數量的40%。我省在加氫裝備研發方面,實力較強。鄭州高新區的正星科技,在加氫站設備研發、油氫合建站建設等領域,在國內處于優勢地位,產品覆蓋了國內將近40座加氫站。
(四)氫能應用。隨著頂層政策設計和技術進步,氫能應用領域將向多元化拓展,除作為化工原料外,在交通運輸、鋼鐵冶煉、分布式發電、熱電聯供、儲能等場景的應用將越來越廣泛。氫燃料電池是目前工業場景之外,氫能利用的最主要形式。我國初步掌握了燃料電池系統的關鍵技術,燃料電池系統國產化程度提高到了80%左右,但總體技術水平仍然落后于歐美日韓。我省在氫燃料電池產業鏈中,具備了一定的研發積累。新鄉豫氫動力在省重大科技專項支持下,2019年開發出系列化燃料電池系統,最高效率達到60%,可實現零下30℃無輔助冷啟動,設計壽命1萬小時。
此外,作為現階段氫能高效利用的最佳突破口,氫燃料電池汽車產業蓄勢待發。2020年9月,國家五部委聯合下發《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》;2021年8月,第一批上海、廣東、北京城市群獲得批復;2021年12月,河南、河北城市群也獲得了批復。全國初步形成了“3+2”的格局,2022年也被業界視為燃料電池汽車示范應用元年。鄭州市牽頭、以宇通客車為優勢企業,在新鄉、洛陽、開封、安陽、焦作范圍內建設國家燃料電池汽車示范應用城市群。
三、工作方向
(一)實施一流創新課題。重點聚焦低碳制氫和氫氣提純、燃料電池關鍵材料和關鍵部件等領域,組織實施重大、重點科技項目。
(二)搭建一流創新平臺。依托高校、科研院所、骨干企業布局建設中試基地、技術創新中心等平臺,爭創國家級平臺,提升氫能產業集聚創新能力。
(三)培育一流創新主體。扶持壯大氫能領域科技型企業,培育高新技術企業和“專精特新”企業,推動我省相關的產品、關鍵零部件融入國內外氫能產業供應鏈。