新燃料!又一世界第一!加油站纷纷出手布局
具有能量密度高
燃烧后零碳排放等特有属性
因此氢能也成为全球能源转型的重要方向
其中有可再生能源制取的氢
也就是绿氢
被认为是氢能发展的终极路线
近期
国家发改委、国家能源局等
多部门密集出台相关文件
为我国绿氢产业发展提速
今天小石头带大家聚焦
绿氢在关键环节的突破进展
一起了解这项“新能源”!
绿氢从何来?
在这个能源站分布式屋顶光伏发电正驱动一套新型电解水装置制取绿氢,再通过固态储能设备像充电宝一样将波动不稳定的绿电转换成了稳定的绿氢储存下来,而且实现了绿氢的就近使用。
在四川德阳,从小虎岛示范项目制绿氢设备的生产企业获悉,它是通过质子交换膜电解水制氢,比较适合应用在风电光伏项目,目前设备还没有大规模量产,成本比较高。
● 绿氢基地建设加速 设备制造企业扩产接订单
● 绿氢产能占比不足1% 垃圾制氢开启新赛道
在国内首个垃圾制绿氢示范项目,每一吨的垃圾通过这个项目可以制取20~40公斤左右的绿氢,所产生类似玻璃体的物体可以用于城市的建设。
绿氢如何储存运输?
△央视财经《经济信息联播》栏目视频
氢的储运,是一直制约国内氢能发展的难题。我国可再生能源资源丰富,是绿氢制备的前提条件。但风电光伏资源大多集中在西北地区,要把大量绿氢运输出来,就需要氢管道的建设。
“西氢东送”管道项目已经启动,这将推动绿氢的大规模应用。(点击此处了解详情>>> “西氢东送”管道项目)
中国石化燕山石化,是“西氢东送”管道一期工程的终点,来自内蒙古的绿氢通过400多公里长的管道最终来到这里,每天的设计输送量达到270多吨。如果这个量全部用于交通,够近2万辆公交车的使用。
“西氢东送”输氢管道示范工程,是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。管道建成后,将满足京津冀地区的用氢需求。
中国石化燕山石化公司首席专家 李军良:初步测算这400多公里管道的输送成本是每公斤几元,比起目前的长管拖车降低了近百分之八九十。现在京津冀用氢量还是在成长的过程中。
在我国西部,光伏、风电等可再生能源丰富,但其发电具有间歇性、波动性、随机性等特点,容易产生“弃风弃光”。
未来“西氢东送”管道建成投产,管道沿线周边光伏、风电项目可以利用“弃风弃光”来发电制绿氢,并通过管道输送出来。
华北电力大学氢能技术创新中心主任 刘建国:如果氢气能加入管线中,在储藏运输方面会有更多弹性,在应用上就会更加集中。相关氢气的应用在管线周围都是可以的。
专家表示,输氢管道具有输氢量大、能耗小和成本低等优势,是未来绿氢大规模、远距离输送的理想解决方案之一。
目前,全球范围内氢气输送管道总里程已超5000公里,而中国的输氢管道建设则仍处于起步阶段。
电力规划设计总院清洁能源研究院副院长 饶建业:输氢管道快速增长的关键节点在于输氢的规模和距离,规模上若有稳定、集中的每年5万吨-10万吨的绿氢消费需求,运距在200公里以上,则氢气管网的应用将会有很大优势。
● 液态固态储氢技术取得突破 储运成本有望大幅下降
△央视财经《经济信息联播》栏目视频
如何解决氢气运输过程中效率和安全的问题?相关企业一直在进行研究和探索。据了解,目前液态和固态储氢技术都取得了一些突破,这将给市场带来哪些新的变化?
四川成都的一家天然气设备生产企业,因为看好氢能市场的发展机遇,企业已经开始转型做加氢和液氢设备。
某清洁能源股份有限公司副总裁 刘兴:像天然气发展一样,从NG (天然气)、CNG(压缩天然气)到LNG (液化天然气),氢能的发展也会从高压氢到液氢的发展路线。只有液氢的大规模发展,才会快速降本。
目前氢能发展遇到了储运环节高成本的难题,如果能够实现液氢的推广应用,将大幅降低相关成本。在广东中山,首个国产化大型氢气液化核心装置近日投入使用,每天可以生产5吨液氢。
某氢能设备制造企业董事长 张彦奇:液氢的运输成本,相当于高压氢气运输成本的1/8,存储成本相当于高压氢气的1/10。1个1立方米的液氢罐,大概能满足重卡跑1200公里到1500公里。
在氢储运环节,新的技术路线也层出不穷。在辽宁大连,我国首个甲醇制氢加氢一体站已经投运近两个月,用运输液态的甲醇来替代运输气态的氢,然后在站内用甲醇制氢,目前综合成本比常规运氢加氢要低20%。(点击此处了解详情>>>我国首个甲醇制氢加氢一体站)
中国石化石科院副总工程师 侯研博:从原材料的成本来看,氢气不到每公斤20元,这对于氢气能够快速地导入市场,和传统燃料的替代建立起一定的可能性。生物质基的绿色甲醇等是可以使未来甲醇变成绿氢的供体。
而在上海,一辆镁基固态储运氢车近日亮相。这辆车长13.3米,车内装载了12个储氢容器,每个容器里面都装填了镁基固态储氢材料,使氢气存储在镁合金材料里。从运输气体变成运输固体,这样一辆车最大储氢量可达1吨。
中国工程院院士 丁文江:如果是高压气态长管车,最多储氢不到300公斤,大概储氢250公斤。现在相当于它的4倍,运氢的成本大概是长管车的1/3。
●“氢能走廊”初见雏形 国内加氢站数量超350座
氢能储运环节成本的下降,也在带动基础设施领域的建设。目前国内加氢站的数量正在稳步提升,不少加油站也开始布局加氢业务,国内“氢能走廊”已经初见雏形。
在长三角的核心区域,一座油氢合建站正在运行。每天为氢能物流车、公交车和网约车提供加氢服务。
中国石化氢能源上海公司副总经理 陆琰文:单站目前氢气的销量已达900多公斤一天。
中国石化筛选有市场、有场景和有潜力的跨省高速公路和省国道,大力规划布局沿线加氢站建设。
中国产业发展促进会氢能分会副秘书长 江宁:中国油氢合建站发展的速度在全球领先,基础设施的建设必须提前走,比如加氢走廊。华南地区、华东地区有些线路基本上已经有雏形了。
截至目前,全国已建成加氢站数量超过350座,约占全球总数的40%,位居世界第一。不少高速公路的加油站已经开始布局加氢设施,为氢能干线物流的运行做准备。
某能源数字化企业总裁 王阳:很多加油站大概从一两年之前开始预留加氢位,比如在高速公路上关键节点的油站,会变成大的综合能源港,包括加氢加气等,可以满足中国干线氢能卡车的需求。
绿氢用在哪?
● “氢”风已至 绿氢应用场景持续拓展
氢燃料电池是氢能汽车最关键的零部件,氢气通过它产生电能,正是这个特性让氢燃料电池应用到全新的领域。除了为汽车提供动力,氢燃料电池还可以为工业园区和写字楼发电。稳定、持久的电力保障,为绿氢的应用拓展了更多的可能性。
总台央视记者 苏童:江苏无锡一处布置在工业园区的氢燃料电池组,有8台功率为5千瓦的固定式氢燃料电池,运行1小时可以提供40度电和冷热交换服务。
这种固定式氢燃料电池占地面积小,与车载式氢燃料电池相比使用寿命更长,可以不受天气影响,持续稳定地为城市中楼宇、工厂,提供供电、换热等绿色能源需求,还可以和分布式光伏等其他绿电来源结合。
松下电器中国东北亚公司新能源政策推进室总监 侯梦霄:目前5000瓦氢燃料电池纯氢发电的效率是56%,再加上热效率综合利用,氢能源可以用到95%以上。未来,可以通过铺设管道或短途运输氢的形式,在加氢站的周围布局终端用户。
在嘉兴港区,一个兆瓦级氢能分布式发电站正在利用园区内的氢气,就地转化成电能,满足高峰时期生产用电需求,每度电的成本可以控制在1元以下。一个发电站所用的核心设备,相当于10到20台重卡的氢燃料动力系统。
重塑集团战略市场部总监 刘一粟:储能市场的需求很大,同时它的装机量和车用的装机量相比有几何级数的增加,包括其他的固定式发电应用场景,有很大的增长空间。
业内预计,国内燃料电池分布式发电系统可以为通信基站、医院、数据中心等场所提供电源保障,拓展新的应用场景。
在京津冀、长三角、珠三角等氢能示范城市群,已经能看到大批氢能公交、氢能网约车行驶在城市的道路上。与此同时,氢能重卡的数量也在快速增加,成为绿氢在物流领域应用的新场景。
△央视财经《经济信息联播》栏目视频
● 氢能重卡突破3000辆 短途物流成应用新场景
在浙江嘉兴,司机胡刚正驾驶一辆氢能重卡为港口运送货物。这是嘉兴港首批投运的氢能重卡,已经运行了半年时间,替代原来的柴油重卡。
这批氢能重卡在获得政府补贴之后,运行的成本比柴油车低10%左右。
在四川德阳的一个工业园区,分布式光伏设备发电制绿氢后,就近输送到加氢站给重卡加氢,服务园区内的短途运输。
东方电气氢能公司副总经理 张定海:氢的价格在27元/公斤、28元/公斤左右,使用成本能和柴油持平。一辆重卡车原价135万元,省里补50万元,市里再补50万元左右,用户买车的价格35万元左右,购置成本基本能和柴油车持平。
记者了解到,2019年以前,市场上还没有氢能重卡销售。在国内氢能示范区支持政策的推动下,截至目前,氢能重卡保有量已经超过了3000台。
浙江嘉兴港区经济发展部部长 陈龙:到今年年底有100台氢能重卡会相继投入使用,到明年预计又会增加200台,到2025年末嘉兴港会有近1000台氢能重卡物流车跑动。
● 氢能整车成本快速下降 2025年有望大规模推广
记者了解到,当前氢能重卡的高成本是制约大范围应用的关键因素。由于补贴额度较高,除了氢能示范城市群之外,其他区域还未大范围推广。氢能车辆的成本能否大幅降低,涉及哪些核心部件?
总台央视记者 平凡:在北京这家氢燃料电池的生产企业,从二月份开始,这里的生产线已经实现了满负荷生产,膜电极是氢燃料电池最基础的单元,每个月这里的产量达到5万片,能够让100多台物流车使用。
氢燃料电池的核心零部件膜电极有四个主要部分,包括催化剂、质子交换膜、碳纸和辅材,目前成本都比较高。
国氢科技关键材料事业部总经理 周明正:这四个部分组成膜电极的主要成本,两年以后应该能降到现在一半的价格,膜电极每千瓦500元到600元左右。
以一辆氢能重卡为例,目前氢燃料电池系统的成本占到整车成本的近50%,随着氢能车辆保有量的增加,核心零部件量产,成本有望快速下降。
重塑集团董事长兼总裁 林琦:我们认为从今年开始是氢燃料电池成本下降的拐点。现在价格约是传统能源车的2倍,我们目标在2025年能够做到1.2倍左右。
如果把氢燃料电池比作“心脏”,氢能车的运行还少不了为其提供“血液”的储氢瓶。而由于核心材料碳纤维的成本较高,储氢瓶的价格也居高不下。
中材科技成都有限公司副总经理 冯存江:目前我们公司具备10万只的产能。260公斤的氢气瓶,1只瓶子碳纤维成本要八九千元。
在上海石化,大丝束碳纤维已经实现了国产化,下一步有望推广到储氢瓶的制造当中,降低相关成本。(点击此处了解详情>>> 大丝束碳纤维)
专家表示,氢燃料车辆成本有望在2025年大幅下降,在更多区域实现应用推广。
看完小石头的介绍
你对氢能是否有了更深的了解呢?
作为一名车主
将来你会考虑氢能汽车吗?
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来源丨央视财经
编辑丨秦阿琪 赵媛媛
审核丨高宁 刘江波