氢能多场景大规模应用多重难题待解

近日,“西部氢能产业园推介签约仪式”在四川成都西部氢能产业园产业展示中心举行。西部氢能产业园全部21栋建筑封顶,产业展示中心已投入使用,初步招引氢能、汽车电子、环境保护等领域多家企业入园。

当前,氢能产业园、氢能港口等应用场景建设正持续提速,跨区域氢能高速公路建设拉开帷幕。业内认为,碳达峰碳中和目标背景下,氢能的多场景大规模应用将充分发挥氢能脱碳潜力,助力降碳目标早日实现。不过当前,氢能应用场景建设机遇与阻力并存,需进一步解决成本、储运技术、标准法规不健全等难题,实现氢能产业健康发展。

氢能多场景大规模应用多重难题待解

●● 打造多元应用生态

2022年3月国家发改委、国家能源局出台的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》首次明确多元化发展思路,提出到2025年,燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站。到2035年,形成氢能多元应用生态。政策支持下,全国多个省份发布的2023年省级重点项目名单中都有氢能产业链项目,涵盖制氢、产业园、临港示范基地和燃料电池及零部件制造环节等。

当前,氢能产业园已在全国范围内遍地开花。数据显示,截至2022年年底,规划在建或已运营的氢能产业园超过60个,分布在我国超60%的省份中。记者注意到,除广东、河南、北京、上海等氢燃料电池汽车示范城市群包括的省市区外,氢能产业园同样分布在四川、辽宁等非城市群地区。

在氢能高速公路建设方面,近两年,已有多位业内专家提出建设氢燃料电池汽车跨区域运行线路。中国科学技术协会主席万钢曾表示,推动氢燃料电池汽车发展,除开展城市群示范外,还可进一步构建跨区域联通的氢能高速公路综合示范线。从产业进程看,国内目前至少有包括成渝地区、长三角、广东粤湾在内的6个“氢走廊”项目。此外,早在2021年11月,全国首座高速公路加氢站就已经在山东淄博建成投用。

氢能港口建设同样方兴未艾。以山东为例,青岛新前湾集装箱码头有限责任公司副总经理张峰在第二届中国(山东)氢能产业大会上称,山东正全力以赴以建设中国氢港为核心,加快构建港口氢能“制-储-运-加-应用”全链条,覆盖港口固定式装卸装备、流动式装卸设备、水平运输机械、全域多场景的氢能源供给体系和应用体系。

氢能多场景大规模应用多重难题待解

●● 储运方式是关键一环

建设氢能应用场景,确定氢储运方式尤为关键。潍柴动力股份有限公司科学家王钦普指出,受技术成熟性和产业规模制约,燃料电池、氢系统等总成本较高,且用氢成本高,造成氢能车辆购置成本高、使用成本高的“两高”现象。

因此,除提升技术水平外,寻找合适的氢气储运方式成为氢能应用场景建设的重要解决方案之一。山东高速服务开发集团有限公司党委书记、董事长孙磊认为,在氢能高速公路建设方面,需要研究氢能的需求特征。

“与氢能园区等其它应用场景不同,氢能高速公路需依据自身特点确定适合的氢能供应模式,目前储氢方式包括气态、液态等多种方式,如果采取现场制氢,如何对氢进行转换和管控,以及把原有系统和氢能供给系统进行交互等,都需要进一步探索研究。”孙磊说。

氢能产业园如何实现关键技术突破?东岳集团中心研究院院长冯威认为,建立综合能源管理系统(EMS)是氢能园区实现多能互补、多能源供给的重要手段。“通过EMS系统对氢能园区‘制、储、运、加、用’全链条各模块监控、评估、控制和持续优化,以提高能量利用效率,减少能源消耗和碳排放。同时,氢电耦合是实现高比例新能源电力系统稳定运行的重要手段,在新能源消纳、能量转换与存储、稳定控制等方面体现出较大优势;开展氢电耦合有助于工业园区在能源供给侧和消费侧深度脱碳和产业升级。”

值得注意的是,部分氢能港口对氢源制储运的探索已初见成效。以山东港口青岛港为例,张峰透露:“目前,港内的用氢保障主要依托港口已经建成的4万平米的光伏发电项目,同时今年底还会建成超20兆瓦分散式风电。目前,青岛港已制定绿电制氢、固态储氢以及港区内低压管道输氢的港口内部氢源供给保障体系。”

●● 亟需政策标准护航

氢能大规模应用场景如火如荼开展建设的同时,标准、法规和测试评价体系等不健全问题持续凸显。

冯威提醒,氢安全作为氢能推广的瓶颈之一,制约着行业的发展。在氢气生产-储存-运输-应用产业链的各个环节均存在泄露和爆炸风险。“加速建设氢能产业园的同时需系统开展氢泄露、扩散、燃烧、爆炸的相关实验及理论研究,加强氢能基础设施运行安全研究,形成氢系统危险源辨识方法,完善评估体系。”

孙磊指出,虽然氢能高速公路建设已迎来发展机遇,但目前仍缺少高速公路氢能车辆应用需求,将造成高速加氢站设备闲置,无法体现项目示范作用。同时,在高速公路建设加氢站的立项政策缺乏统一标准,各地执行政策不一致,手续复杂,审批困难。

对此,孙磊建议,各省份项目主管部门协调相关政府职能部门,尽快出台统一、高效简捷的高速加氢站建设审批流程,制订并落实氢能车辆及加氢站运营补贴政策,氢能车辆尽快在高速公路示范运行,为课题研究提供保障。

王钦普进一步指出,从国家层面放开燃料电池车辆推广示范区,按照均衡和普惠的方式在全国有条件的地区鼓励推广应用。同时,氢能高速和氢能产业园区投入和建设成本高,高速加氢站利用效率低,也需要国家和省级层面出台相关政策,给予氢能车辆高速通行费减免或补贴政策支持。

本文转载自来源:中国能源报 作者:仲蕊,只做主题效果测试使用,本文观点不代表氢天下立场。

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