海水直接制氫再獲新突破!
動態(tài)2023-02-20
中國工程院凌文院士研究團(tuán)隊(duì)在中國工程院院刊《中國工程科學(xué)》2022年第3期發(fā)表《我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究》一文。文章從“雙碳”目標(biāo)背景和氫能在我國構(gòu)建清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系中的作用出發(fā)，系統(tǒng)梳理了全球氫能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展情況，從氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)政策等方面分析了我國氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展需求和面臨的主要問題。
當(dāng)前，我國氫能產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局不斷強(qiáng)化，氫能基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域投資逐步開展，區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)初步顯現(xiàn)，但存在標(biāo)準(zhǔn)體系不健全、產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化苗頭顯現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)鏈尚未打通且應(yīng)用場景單一等挑戰(zhàn)，為此，文章建議，進(jìn)一步加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展頂層設(shè)計(jì)，系統(tǒng)構(gòu)建制氫、儲氫及用氫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，加大氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的試點(diǎn)示范與推廣，提升氫能科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)，進(jìn)而推動我國氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
一、我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
(一) 產(chǎn)業(yè)規(guī)模
近年來，我國氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展加快，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷增大。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》的數(shù)據(jù)，我國氫氣產(chǎn)能約為每年4.1×107 t，產(chǎn)量每年約為3.342×107 t。截至2021年年底，我國已建成加氫站255座，氫燃料電池汽車保有量約9315輛，已成為全球最大的產(chǎn)氫國和燃料電池商用車市場。從產(chǎn)業(yè)未來規(guī)劃來看，目前已有北京市、河北省、上海市、河南省、浙江省、山東省、四川省、重慶市、山西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、廣州市、武漢市、蘇州市、佛山市、蘭州市等數(shù)十個(gè)省(市)和地區(qū)發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃/實(shí)施方案/行動計(jì)劃;在已經(jīng)發(fā)布的地方規(guī)劃中，預(yù)計(jì)到2025年燃料電池汽車?yán)塾?jì)推廣量將超過15萬輛，加氫站將超過1000座，氫能產(chǎn)業(yè)累計(jì)產(chǎn)值將超過9600億元。另外，從研發(fā)投入來看，盡管我國的氫能源布局較晚，但正逐漸成為研發(fā)預(yù)算投入增幅最大的國家。
(二) 產(chǎn)業(yè)布局
經(jīng)過多年科技攻關(guān)，中國已掌握了部分氫能基礎(chǔ)設(shè)施與燃料電池相關(guān)的核心技術(shù)，制定出臺了國家標(biāo)準(zhǔn)112項(xiàng)次，具備一定的產(chǎn)業(yè)裝備及燃料電池整車的生產(chǎn)能力。當(dāng)前我國氫能產(chǎn)業(yè)整體特點(diǎn)如下：
一是行業(yè)快速發(fā)展，許多省份紛紛出臺文件，加快培育一批擁有氫能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備和創(chuàng)新能力的企業(yè)，并且開始布局關(guān)鍵材料和核心部件以及制氫、儲運(yùn)、加氫站、燃料電池汽車、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等重點(diǎn)項(xiàng)目，國內(nèi)氫能源產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢。
二是大型能源企業(yè)開始入局，隨著“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”列入2019年國務(wù)院政府工作報(bào)告，以及中國石油化工集團(tuán)有限公司、國家能源集團(tuán)、中國石油天然氣集團(tuán)有限公司、國家電力投資集團(tuán)公司等大型能源企業(yè)加大氫能產(chǎn)業(yè)布局，氫能基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域投資逐步開展。
三是區(qū)域性特征明顯，在區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)也初步顯現(xiàn)，例如：北部的北京、張家口、天津;中部的武漢、鄭州;東部的濟(jì)南、青島、濰坊;長江三角洲的上海、蘇州、寧波;西南地區(qū)的成都;珠江三角洲的佛山、廣州等根據(jù)自身資源稟賦研究編制地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并先行先試推動氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
(三) 產(chǎn)業(yè)政策
近幾年，我國出臺了系列政策和文件鼓勵(lì)及支持氫能發(fā)展。2019年3月，中國第一次將氫能發(fā)展納入政府工作報(bào)告。國家能源委員會會議提出：要加快能源開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)和重大裝備攻關(guān)，探索先進(jìn)儲能、氫能等商業(yè)化路徑，依托互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展能源新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式。同時(shí)，我國發(fā)布的《中國制造2025》《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《“十三五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》等系列政策，都在積極鼓勵(lì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2022年3月，國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》，對氫能在未來國家能源體系的重要地位給予肯定，并從產(chǎn)業(yè)目標(biāo)、裝備建設(shè)和應(yīng)用示范幾個(gè)方面入手，為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。
二、我國氫能發(fā)展存在的主要問題與挑戰(zhàn)
(一) 氫能的定位與頂層設(shè)計(jì)滯后
與發(fā)達(dá)國家將氫能納入國家能源體系不同，我國氫能定位與頂層設(shè)計(jì)布局較晚，直到近期才頒布了我國氫能源中長期規(guī)劃，正式明確了氫能的能源體系定位，但尚未全面建立產(chǎn)業(yè)垂直管理與監(jiān)管體系。與此同時(shí)，針對國家層面的戰(zhàn)略目標(biāo)、科技創(chuàng)新、重大裝備研制、示范工程、產(chǎn)業(yè)化方向等方面提出的要求還需進(jìn)一步深入研究，氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策保障體系與實(shí)施路線圖仍需進(jìn)一步探索，立足長遠(yuǎn)的國家氫能產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。
(二) 氫能管理部門待明確且標(biāo)準(zhǔn)體系不健全
氫能產(chǎn)業(yè)鏈“制?儲?輸?用”等環(huán)節(jié)系統(tǒng)全面的標(biāo)準(zhǔn)體系尚不健全。燃料電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系逐步完善，但在氫氣制取碳排放標(biāo)準(zhǔn)、車載儲氫瓶組標(biāo)準(zhǔn)、液氫民用標(biāo)準(zhǔn)、氫安全體系標(biāo)準(zhǔn)等方面仍然薄弱。各地在氫能發(fā)展過程中的先行先試極大地提升了氫能的發(fā)展速度，產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)參與方眾多，由于標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一給地方帶來了管理歸屬不統(tǒng)一的問題。目前，涉及氫能相關(guān)環(huán)節(jié)的規(guī)劃、安全、標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目核準(zhǔn)等沒有明確主管部門，相比于電動汽車由國家主導(dǎo)、地方落實(shí)、企業(yè)推動的模式，中國氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出自下而上的發(fā)展態(tài)勢，更多的是由地方和企業(yè)來主導(dǎo)。
(三) 地區(qū)層面存在產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化苗頭
氫能產(chǎn)業(yè)橫跨能源、材料、裝備制造等多個(gè)領(lǐng)域，既能有效帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，又能催生新產(chǎn)業(yè)鏈。因此，地方政府發(fā)展氫能的積極性高，多地發(fā)起氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)，各企業(yè)也在尋求項(xiàng)目落地。但由于缺少氫能產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游的統(tǒng)籌，地方和企業(yè)規(guī)劃雷同性較高，甚至出現(xiàn)低水平的重復(fù)建設(shè)，短時(shí)間內(nèi)面臨產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，各地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)普遍存在重應(yīng)用、輕研發(fā)，重短期效果、輕長期投入等問題，各地競相開發(fā)氫能，抓技術(shù)、挖人才、找項(xiàng)目，目前氫能發(fā)展處于無序狀態(tài)。
(四) 產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善且應(yīng)用場景有待擴(kuò)展
經(jīng)過近年來的快速發(fā)展，我國已在氫能產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成以及關(guān)鍵零部件的自主化，但在電解槽的膜催化劑、氫瓶密封管閥件材料、加氫槍套管材料等原材料和基礎(chǔ)制造工藝方面以及氫安全機(jī)理研究與檢測裝備技術(shù)方面仍存在明顯短板。同時(shí)，我國氫能產(chǎn)業(yè)目前仍處于起步階段，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈條有待進(jìn)一步完善。受技術(shù)、成本以及基礎(chǔ)設(shè)施等因素影響，目前我國氫能應(yīng)用場景集中在交通領(lǐng)域，氫能產(chǎn)業(yè)鏈落后于全球氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，且現(xiàn)有各地出臺的氫能源發(fā)展規(guī)劃也大多圍繞交通領(lǐng)域，商業(yè)模式和持續(xù)路徑不明確。
三、我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)與實(shí)施路徑
綜合國際國內(nèi)形勢以及目前我國氫能源發(fā)展存在的問題與挑戰(zhàn)，充分立足于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對我國綠色低碳發(fā)展、推動能源革命、建設(shè)制造強(qiáng)國的作用，從氫能產(chǎn)業(yè)的制備、存儲和應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，科學(xué)分析產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)和實(shí)施路徑，通過改革創(chuàng)新破解發(fā)展難題，助力實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
(一) 發(fā)展目標(biāo)
1. 2021—2025年：政策引導(dǎo)局部示范導(dǎo)入期
到2025年，形成較好的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展制度政策環(huán)境，初步具備較為完善的氫能供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)體系。氫能示范應(yīng)用取得顯著成效，制氫、儲氫和用氫相關(guān)技術(shù)取得較大進(jìn)展，具有一定的市場競爭力，且初步建立氫能供應(yīng)體系。
2. 2026—2035年：市場驅(qū)動商業(yè)模式培育期
到2035年，形成較完備的氫能技術(shù)創(chuàng)新體系，整體產(chǎn)業(yè)鏈布局合理，可再生能源制氫得到廣泛應(yīng)用，消費(fèi)占比顯著增加，在交通、儲能、工業(yè)等領(lǐng)域具有很強(qiáng)的市場競爭力，為我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和能源轉(zhuǎn)型發(fā)揮重要支撐作用。
3. 2036—2060年：產(chǎn)業(yè)生態(tài)綠色智慧成熟期
該階段屬于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟期，氫能源將同傳統(tǒng)能源一樣，充分進(jìn)入交通、電站和儲能等各個(gè)細(xì)分市場參與競爭，到2060年，氫能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右，在全國乃至全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)將綠色能源轉(zhuǎn)化為動力的系統(tǒng)解決方案。
(二)實(shí)施路徑
1. 制氫環(huán)節(jié)
(1)加強(qiáng)可再生能源電力輸入條件下電解水制氫重要性的認(rèn)識，加快可再生能源直接制氫技術(shù)研發(fā)，開展應(yīng)用示范。針對電解水設(shè)備跟隨可再生能源電力的響應(yīng)能力、可再生能源波動性對電解效率和設(shè)備壽命的影響、電解設(shè)備接入可再生能源電力的模式以及風(fēng)場和光伏場等廠級電解水設(shè)備的配置與運(yùn)行模式等開展模擬仿真與示范運(yùn)行，強(qiáng)化數(shù)據(jù)支撐。此外，加大可再生能源電解制氫與綠氫消納結(jié)合的相關(guān)示范力度。
(2)持續(xù)提高堿性電解水技術(shù)水平，降低可再生能源電解制氫的成本。目前電解制氫的成本仍然高于化石能源制氫，降低可再生能源電解制氫的成本除了依賴于可再生能源度電成本的下降之外，還取決于電解水制氫技術(shù)的進(jìn)步。堿性電解水(ALK)技術(shù)是短期內(nèi)最有潛力實(shí)現(xiàn)低成本制取綠氫的技術(shù)。提高堿性電解水技術(shù)的電流密度是降低綠氫成本的重要途經(jīng)，當(dāng)電流密度從0.4 A/cm2提高到0.8 A/cm2時(shí)，在相當(dāng)?shù)碾娊獠鄢杀鞠庐a(chǎn)氫量提高一倍，可降低氫氣成本約2元/kg。國際可再生能源機(jī)構(gòu)在2020年度報(bào)告中提出，將來堿性電解水的電流密度目標(biāo)為大于等于2 A/cm2，不僅可顯著降低氫氣成本，而且電解設(shè)備將實(shí)現(xiàn)緊湊小型化。
(3)持續(xù)攻關(guān)質(zhì)子交換膜(PEM)和固體氧化物電解電池(SOEC)電解水技術(shù)。PEM電解水技術(shù)采用質(zhì)子交換膜，使用貴金屬鉑和銥分別作為析氫和析氧催化劑，具有電流密度高(≥1 A/cm2)、氫氣純度高、耐高壓和體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。在場地有限制、壓力有要求的應(yīng)用場景具有明顯優(yōu)勢，如加氫站現(xiàn)場制氫、管網(wǎng)注氫和分布式加氫樁等。SOEC電解水技術(shù)不同于PEM技術(shù)，是一種高溫電解水技術(shù)。其運(yùn)行溫度在700~850 ℃，具有比PEM更高的電效率，適應(yīng)于高溫?zé)嵩磮鼍啊ι鲜鰞煞N制氫技術(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，有針對性地在成本、壽命方面加大研發(fā)力度，促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。
(4)加快煤制氫耦合碳捕集、利用與封存(CCUS)的示范論證及技術(shù)研發(fā)。與CCUS結(jié)合，是化石原料制氫的必然選擇，而CCUS技術(shù)實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化取決于技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性、自然條件承載力及其與產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)合的可行性。CCUS技術(shù)在各行業(yè)廣泛推廣應(yīng)用不僅可實(shí)現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用，而且可與可再生能源結(jié)合實(shí)現(xiàn)負(fù)排放，成為我國建設(shè)綠色低碳多元能源體系的關(guān)鍵技術(shù)。國內(nèi)外CCUS技術(shù)均處于研發(fā)示范階段，需要持續(xù)降低捕集能耗和成本，拓展轉(zhuǎn)化利用途徑并提升利用效率，突破陸上輸送管道安全運(yùn)行保障技術(shù)，開發(fā)經(jīng)濟(jì)安全的封存方式及監(jiān)測方法等。
2. 儲運(yùn)環(huán)節(jié)
(1)加快高壓氣氫儲運(yùn)技術(shù)和裝備研發(fā)應(yīng)用。提高存儲壓力等級，增加氫氣存儲密度，提升儲運(yùn)效率是當(dāng)前有效降低儲運(yùn)成本的方式之一。在高壓氫氣路運(yùn)方面，逐步開發(fā)50 MPa、70 MPa大容量管束瓶，由現(xiàn)有的Ⅰ型瓶和Ⅱ型瓶逐步過渡至III型瓶和IV型瓶，儲氫密度提高到5 wt%以上。在車載高壓儲氫方面，突破70 MPa以上Ⅳ型瓶設(shè)計(jì)制造和瓶口組合閥關(guān)鍵技術(shù)，開展高性能碳纖維材料、碳纖維纏繞技術(shù)及成套設(shè)備攻關(guān)，優(yōu)化35 MPa瓶口組合閥工藝。在固定式儲氫裝備方面，持續(xù)優(yōu)化50 MPa以上超大容積固定式儲氫容器材料工藝，破解存儲空間和成本障礙。在安全性測試方面，提高70 MPa儲氫容器及配套裝備驗(yàn)證和性能綜合評價(jià)核心能力。
(2)加速大規(guī)模氫氣液化與液氫儲運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。在運(yùn)輸成本、儲存純度、計(jì)量便捷性等方面，液氫儲運(yùn)要顯著優(yōu)于高壓儲運(yùn)，在尚未具備大規(guī)模管道輸氫的階段，將氫液化以提高儲運(yùn)密度是解決氫大規(guī)模儲運(yùn)的最直接有效方法。在長距離大規(guī)模氫儲運(yùn)需求方面，突破大規(guī)模氫氣液化技術(shù)與成套技術(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高效低成本儲運(yùn)。在液氫制備方面，重點(diǎn)開展大規(guī)模、低能耗氫液化系統(tǒng)研制，高效率、大流量氫透平膨脹機(jī)研制，高活性、高強(qiáng)度催化劑研制。在液氫運(yùn)輸方面，重點(diǎn)開展低漏熱、高儲重比移動式液氫容器研制。在液氫儲運(yùn)方面，優(yōu)化大型固定式球形液氫儲罐和運(yùn)輸用深冷儲罐工藝，提高性能水平，降低日蒸發(fā)率，開展車載深冷+常壓儲氫技術(shù)研究，落實(shí)深冷+高壓超臨界儲氫技術(shù)布局，開展適用于固定式儲罐和車載儲氫瓶的常壓、大流量和高壓、低流量液氫加注泵方案設(shè)計(jì)和技術(shù)工藝。依托大規(guī)模氫氣液化與液氫儲運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)與示范項(xiàng)目，提高氫液化技術(shù)和裝備水平。
(3)布局管道規(guī)?；敋浼熬C合利用關(guān)鍵技術(shù)。針對長距離、大規(guī)模氫氣輸運(yùn)與多元化氫氣終端脫碳應(yīng)用需求，開展天然氣管道摻氫輸送關(guān)鍵技術(shù)研究及氫綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目，推動交通、建筑、工業(yè)與發(fā)電全域型應(yīng)用領(lǐng)域的脫碳以及傳統(tǒng)能源基礎(chǔ)設(shè)施的再利用。重點(diǎn)開展天然氣管道及裝備材料摻氫輸送適用性評價(jià)技術(shù)及安全邊界研究、天然氣和氫氣混合氣的氫氣分離技術(shù)開發(fā)研究、摻氫管道內(nèi)檢測技術(shù)研究、天然氣管道摻氫輸送示范項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)及建設(shè)研究、摻氫輸送終端設(shè)備(燃?xì)庠?、熱水器、鍋爐等)適應(yīng)性測試研究、氫氣分離與純化工藝及設(shè)備開發(fā)研究，推進(jìn)純氫管道輸送試驗(yàn)管線示范。
(4)建立大容量、低能耗、快速加氫站技術(shù)與裝備體系。在技術(shù)裝備方面，研究90 MPa壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，優(yōu)化45 MPa壓縮機(jī)工藝，突破大排量、大壓比、低功耗、高可靠金屬隔膜式和往復(fù)式壓縮機(jī)裝備;完成70 MPa加氫槍技術(shù)裝備試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)加氫軟管、拉斷閥、流量計(jì)等核心零部件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化;突破液氫加氫站在材料、結(jié)構(gòu)、絕熱、密封等多方面技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)液氫加氫站的產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用。在基礎(chǔ)體系方面形成35/70 MPa加氫機(jī)、壓縮機(jī)性能評價(jià)與檢測認(rèn)證體系，包括可靠性、計(jì)量、能耗、加注速率、壽命等重要性能指標(biāo)。建立加氫站安全監(jiān)控與評價(jià)體系。針對國內(nèi)儲運(yùn)環(huán)節(jié)成本較高問題，開展制氫加氫一體站關(guān)鍵技術(shù)研究及示范項(xiàng)目，突破一體站內(nèi)高集約化制氫純化一體化技術(shù)，開發(fā)高性能國產(chǎn)化加氫機(jī)、壓縮機(jī)、工藝控制系統(tǒng)，為加氫站運(yùn)營企業(yè)降低設(shè)備成本。
3. 用氫環(huán)節(jié)
(1)交通領(lǐng)域：以重卡、公交車等商用車為突破口，建立柴改氫示范。我國氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用處于初期階段，加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尚不完善，而商用車應(yīng)用場景和運(yùn)營路線較為固定，能夠大幅減少對加氫基礎(chǔ)設(shè)施的依賴。燃料電池功率大、替換柴油的特性在商用車領(lǐng)域可以得到很好的發(fā)揮，加氫問題也能較好的解決。以商用車的規(guī)?；痉稇?yīng)用為基礎(chǔ)，逐步實(shí)現(xiàn)加氫基礎(chǔ)設(shè)施的全面覆蓋，進(jìn)而帶動乘用車的推廣應(yīng)用。
(2)發(fā)電領(lǐng)域：“氫儲能+固定式燃料電池電站”模式有望成為發(fā)展出路之一。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)需要尋找合適的發(fā)電場景和區(qū)域。國內(nèi)發(fā)達(dá)的電網(wǎng)及廉價(jià)的電價(jià)使大型分布式燃料電池的發(fā)展較為困難，也缺乏相關(guān)的激勵(lì)政策，同時(shí)現(xiàn)階段國內(nèi)的燃料電池技術(shù)水平與國外差距較大。但是隨著可再生能源的發(fā)展，燃料電池成本的下降，固定發(fā)電結(jié)合氫儲能將是國內(nèi)發(fā)展的一個(gè)方向。
(3)建筑領(lǐng)域：天然氣管網(wǎng)摻氫可以有效解決大規(guī)模可再生能源消納問題。將大規(guī)模風(fēng)電、光伏制造的氫按一定比例摻入天然氣，并依托現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)進(jìn)行輸送，摻氫天然氣可被直接利用，也可以將氫與天然氣分離后分別單獨(dú)使用?？砷_展社區(qū)天然氣管道改造，推動天然氣摻氫在居民家庭的綜合供能應(yīng)用，對社區(qū)和建筑內(nèi)的天然氣管道進(jìn)行改造，使之具有摻氫能力，并通過管道輸送至居民房屋內(nèi)部，滿足居民的日常取暖、烹飪等生活需求?？紤]安全性需求，需要結(jié)合我國的實(shí)際情況進(jìn)行管道材料與摻氫天然氣相容性的試驗(yàn)研究，對現(xiàn)有天然氣管道輸送風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估利用，為管道安全輸送提供依據(jù)。
(4)儲能領(lǐng)域：在大容量、長周期儲能系統(tǒng)中，氫儲能更具競爭力。氫儲能被認(rèn)為是當(dāng)前一種新興的儲能方式，該技術(shù)對我國智能電網(wǎng)構(gòu)建以及規(guī)?；稍偕茉窗l(fā)電意義重大。要推動氫儲能技術(shù)的發(fā)展，關(guān)鍵是要解決電力到氫能的高效率轉(zhuǎn)化、降低規(guī)?；瘍涑杀?、提高氫能綜合利用效率等難題，突破風(fēng)能、太陽能、水能等可再生能源波動性制氫、電管網(wǎng)絡(luò)互通以及協(xié)調(diào)控制等關(guān)鍵技術(shù)，建立高效率、低成本、規(guī)?；臍鋬δ芟到y(tǒng)。
四、措施建議
(一)加強(qiáng)氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展頂層設(shè)計(jì)
加快出臺國家氫能發(fā)展1+N政策支撐體系，制定詳細(xì)的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施路線圖。充分立足于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對我國綠色低碳循環(huán)發(fā)展、推動能源革命、建設(shè)制造強(qiáng)國的貢獻(xiàn)，科學(xué)分析產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)路線、時(shí)間表與重點(diǎn)任務(wù)。發(fā)揮省級政府的作用，統(tǒng)籌發(fā)展需求和實(shí)施資源，加快氫能綜合應(yīng)用示范區(qū)建設(shè)。引導(dǎo)行業(yè)骨干企業(yè)向有基礎(chǔ)、有條件、有優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)布局，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚。加大氫能產(chǎn)業(yè)對外開放合作，積極參與國際氫能產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)筑互助、共贏、安全、可控的供應(yīng)鏈體系。
(二)加快氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)
加快建立健全我國氫能標(biāo)準(zhǔn)體系，逐步建立和探索以氫能領(lǐng)跑者計(jì)劃等項(xiàng)目為抓手，建立健全產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)技術(shù)裝備的計(jì)量 ? 檢測 ? 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及體系，積極引導(dǎo)行業(yè)高質(zhì)量開展技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)編制。開發(fā)快速高效的氫燃料檢測與計(jì)量方法，建立氫燃料質(zhì)量評定流程，適時(shí)建立國家氫燃料質(zhì)量檢測中心;參照充電設(shè)施，盡快出臺將加氫站納入城市建設(shè)規(guī)劃的指導(dǎo)意見。建立氫能作為能源的監(jiān)管體制機(jī)制，做好氫能行業(yè)基礎(chǔ)性監(jiān)管工作，依托中國氫能聯(lián)盟大數(shù)據(jù)平臺，全面掌握各地氫能行業(yè)發(fā)展情況、企業(yè)運(yùn)行情況。推動綠色氫能減碳標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)制研究，結(jié)合碳足跡全生命周期和《低碳?xì)?、清潔氫與可再生氫標(biāo)準(zhǔn)與評價(jià)》標(biāo)準(zhǔn)，建立基于氫能產(chǎn)業(yè)的碳足跡標(biāo)準(zhǔn)和測量指標(biāo)，制定氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展路徑，形成低碳、清潔、高效的生產(chǎn)供應(yīng)鏈。建立覆蓋氫氣全生命周期的安全管理體系和安全維護(hù)作業(yè)記錄數(shù)據(jù)庫，確保安全發(fā)展。
(三)加大氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的試點(diǎn)示范與推廣
充分考慮目前氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)不成熟等現(xiàn)狀，早期以試點(diǎn)示范為主，逐步擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。大力倡導(dǎo)以氫能產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)地區(qū)為試點(diǎn)的政策支持力度，加強(qiáng)針對氫能產(chǎn)業(yè)的市場環(huán)境監(jiān)管，控制限制煤炭、石油等石化能源消費(fèi)總量，嚴(yán)格執(zhí)行碳稅、碳排放交易等價(jià)格機(jī)制，為氫能產(chǎn)業(yè)市場培育與有序發(fā)展提供保障。結(jié)合氫能及燃料電池試點(diǎn)示范工作，出臺氫能“十四五”專項(xiàng)規(guī)劃，圍繞氫能交通、工業(yè)、儲能多元化應(yīng)用，通過合理布局，加快探索形成有效的氫能商業(yè)化發(fā)展路徑。借鑒國際示范經(jīng)驗(yàn)，支持建設(shè)一批規(guī)模化可再生能源制氫綜合應(yīng)用示范基地，通過規(guī)?；档椭茪涑杀?，鼓勵(lì)“風(fēng)光氫儲融”一體化、“油氫氣電”綜合能源站等創(chuàng)新發(fā)展模式，對于化工等減排需求較大的行業(yè)，新增綠氫用能不納入能源消費(fèi)總量控制。
(四)提升氫能科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)
健全完善氫能基礎(chǔ)研發(fā)體系。從市場需求出發(fā)，采取龍頭企業(yè)主導(dǎo)的方式，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)、科研院所，建設(shè)涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新平臺，聚焦氫能領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)，進(jìn)行設(shè)備、材料、零部件等共性技術(shù)開發(fā)和中試。集中資源推進(jìn)頭部企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，建立氫能自主化重大技術(shù)裝備評定制度，列入“能源重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄”在能源項(xiàng)目建設(shè)中推廣應(yīng)用，并給予相關(guān)單位研發(fā)費(fèi)用及稅收優(yōu)惠。超前開展產(chǎn)業(yè)鏈安全工作部署，鼓勵(lì)本土產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)合作，通過產(chǎn)業(yè)基金強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈資本聯(lián)動和產(chǎn)業(yè)聯(lián)動，構(gòu)建自主可控、安全可靠的生產(chǎn)供應(yīng)體系。
來源：氫能圈
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