長三角搶占“氫”機遇:布局從制備到使用全生命周期“零碳排放”清潔氫能

文章來源:解放日報任俊錳2022-03-30 10:34

“昨天等來了上海的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,明天還有國家級氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃!”3月22日,上海重塑能源集團股份有限公司董事長林琦在朋友圈寫道,并配了一張23日國家發(fā)改委新聞發(fā)布會預(yù)告的圖片。他說的“昨天”,指21日上海市政府黨組會議、常務(wù)會議召開,會議原則同意《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2022—2035年)》;他說的“明天”,指的是23日《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》發(fā)布,它是我國首個氫能產(chǎn)業(yè)中長期規(guī)劃,首次明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,并明確氫能是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體,氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。
 
氫能有交通、儲能、發(fā)電、工業(yè)四大應(yīng)用領(lǐng)域,氫能具有來源豐富、質(zhì)量輕、能量密度高、綠色低碳等特點。比如,大家相對熟悉的燃料電池汽車,用氫燃料和氧氣作為原料,沒有機械傳動部件,排放出的有害氣體極少,使用壽命長。我國氫能發(fā)展具有較好的基礎(chǔ),但也存在一些短板和不足。采訪中,業(yè)內(nèi)人士均表示,希望有了長期規(guī)劃后,氫能產(chǎn)業(yè)與我國的光伏、光電等產(chǎn)業(yè)一樣,能在政策和市場的雙重作用下,逐步發(fā)展成為全球領(lǐng)先行業(yè)。
 
作為生態(tài)綠色發(fā)展先行區(qū)域之一的長三角,能否抓住氫能產(chǎn)業(yè)機遇,“氫”車熟路,“氫”裝上陣?
 
在盛會中亮相
 
不久前閉幕的2022北京冬奧會,運行氫燃料電池汽車1000余輛,是世界目前最大規(guī)模的一次燃料電池汽車集中示范應(yīng)用,遠(yuǎn)超2008年北京奧運會時20輛燃料電池汽車的應(yīng)用體量。氫能的優(yōu)勢也被發(fā)揮出來,它不僅更環(huán)保,更能克服純電驅(qū)動下的里程焦慮,還能避免鋰電遇到北方冬季的電能驟降尷尬。北京冬奧會中,除日本豐田外,其余氫燃料電池汽車均為中國汽車企業(yè)自主研發(fā)和生產(chǎn)。
 
早在2000年前后,國家以“863計劃”的形式推動發(fā)展氫燃料電池汽車,指定清華、同濟等高校開展相關(guān)研究。同濟大學(xué)的燃料電池研究便開端于此,為此成立新能源汽車工程中心,并與上汽集團等合資成立上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司。2004年,燃料電池系統(tǒng)被裝在了一輛桑塔納的后備廂內(nèi),生產(chǎn)出我國第一代燃料電池混合動力汽車的樣車。2006年1月,章桐從德國回國,擔(dān)任同濟大學(xué)新能源汽車工程中心副主任,兼任上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司常務(wù)副總經(jīng)理,當(dāng)時國內(nèi)的燃料電池汽車,幾乎是從零開始的。很快,他們接到任務(wù),要讓燃料電池汽車作為科技奧運亮點,在各方努力下,最終與上汽大眾合作,20輛帕薩特領(lǐng)馭改裝的燃料電池轎車服務(wù)于2008年北京奧運會。
 
但“服務(wù)”還是有所保留,這些汽車主要負(fù)責(zé)接送奧組委工作人員上下班。只有一輛參與服務(wù)馬拉松比賽,原本要作為引導(dǎo)車,但當(dāng)時大家都吃不準(zhǔn),考慮再三,最后作為比賽裁判長監(jiān)督用車。章桐回憶:“當(dāng)時我們都在外圍看著實況轉(zhuǎn)播,面對這輛車提心吊膽。”好在首次亮相,一點問題沒出。2008年北京奧運會、殘奧會閉幕時,20輛燃料電池汽車執(zhí)行任務(wù)970車次,運行總里程超7.6萬公里。
 
有了2008年的亮相,到了2010年上海世博會時,章桐心里比較有底了。
 
當(dāng)時,上海世博園內(nèi)公交車、運輸車均需要新能源汽車,包括燃料電池汽車。章桐團隊參與了170余輛燃料電池汽車的生產(chǎn)、運維等工作,其中100輛是穿梭在園區(qū)內(nèi)的觀光游覽車。這一集中示范規(guī)模在當(dāng)時首屈一指,這也是公眾首次大規(guī)模接觸到燃料電池汽車,不少人認(rèn)為“氫燃料易爆”,這種不安全感延續(xù)至今,章桐不斷向媒體和公眾解釋,氫是危險氣體,石油、天然氣同樣危險。
 
為確保安全,上燃動力、同濟大學(xué)和上汽集團等在世博園內(nèi)建立了保障基地和團隊,每天對車輛進行全面檢查;為滿足車隊的供氫需求,上海新建了距離世博園區(qū)不遠(yuǎn)的濟陽路加氫站,出于安全考慮,車輛加氫并不出園,而是每晚12點用加氫車開到園區(qū)內(nèi)為汽車加氫。世博會前后足有184天,燃料電池汽車能否持續(xù)服務(wù)也是人們關(guān)心的問題。最終,這批燃料電池汽車安全載客137萬人次,行駛超44萬公里,完成任務(wù)。
 
上海世博會結(jié)束后,這批燃料電池汽車因不知后續(xù)如何應(yīng)用,逐漸被廢棄,濟陽路加氫站不久后也被拆除。當(dāng)時,大家對氫是否應(yīng)作為能源,還有不少爭論,燃料電池汽車行業(yè)只有少許企業(yè)和一批科技項目還在堅持。2010年底,章桐辭去上燃動力的職務(wù),全職從事科研工作。
 
在探索中發(fā)展
 
即便燃料電池汽車多次在盛會上亮相,但公眾對氫能的了解依舊是有限的。
 
浙江鋒源氫能科技有限公司董事長王海峰和同事們,曾研發(fā)出將氫燃料電池作為應(yīng)急電源的無人機,并創(chuàng)造1000多萬元產(chǎn)值。不過王海峰很快意識到,無人機氫燃料電池單個體量較小,功率僅有幾千瓦,而且隨著無人機價格越來越低,燃料電池競爭優(yōu)勢也越來越??;而一輛汽車的燃料電池可達100千瓦,市場更大,產(chǎn)業(yè)鏈較長,帶動效果比較明顯。王海峰主動停下無人機業(yè)務(wù),專注為汽車研發(fā)燃料電堆及核心零部件。作為氫燃料電池行業(yè)的“老兵”,林琦2004年加入了上海神力科技有限公司,2015年創(chuàng)立重塑能源,從研發(fā)到尋找供應(yīng)鏈到開發(fā)市場,一直專注燃料電池行業(yè)。
 
多年下來,林琦、章桐和王海峰他們都發(fā)現(xiàn),相比氫燃料電池研發(fā)的難題,應(yīng)用市場拓展更成問題。
 
成本高是難題。嘉興市經(jīng)信局技術(shù)裝備處副處長李軍偉舉例,同樣是8.5米長的公交車,燃油車售價60萬元左右,普通新能源車售價120萬元,而氫燃料車售價在160萬到180萬元。燃料電池汽車貴,氫燃料也貴。氫氣的運輸、儲存難度大,氫氣的儲運換裝會損耗約20%,使得氫燃料價格居高不下。業(yè)內(nèi)人士表示,燃料電池汽車離消費者還很遠(yuǎn),近些年還難以實現(xiàn)大規(guī)模市場化。
 
加氫站少也是難題。2015年,林琦籌劃在上海投資建設(shè)加氫站,“去哪里找誰批都不知道”。2017年9月20日,這一天林琦印象深刻,當(dāng)天上海出臺全國首個燃料電池發(fā)展規(guī)劃,加氫站得以修建;2018年“雙11”期間,他籌建的加氫站滿負(fù)荷運轉(zhuǎn),試投用的燃料電池貨車在此加氫。林琦回憶,剛開始一些來加氫的駕駛員也擔(dān)心安全問題。林琦便成了義務(wù)推廣員,在同濟大學(xué)、上海嘉定區(qū)中小學(xué)等地不斷地講解氫能知識。
 
近些年,在各方努力下,氫能產(chǎn)業(yè)在長三角得到了一定的發(fā)展。
 
2019年10月,嘉善縣開行浙江省首條氫燃料電池公交線,首批開行10輛氫燃料電池公交車;去年12月,16臺載有氫能的公交車投入浙江平湖公交示范運營。去年,國家首批燃料電池汽車示范城市群獲批,上海、蘇州、南通、嘉興等長三角城市均在名單內(nèi)。
 
去年12月,上海臨港新片區(qū)首個油氫合建站運營,除了汽油、柴油,還能加氫;此外,洋山四期碼頭未來有望使用氫燃料電池,進行各機種的電力驅(qū)動。嘉興市經(jīng)信局副局長王榮介紹,嘉興正試點應(yīng)用氫能公交、重卡甚至冷鏈車,未來南湖上的游船也有望配備氫燃料動力。燃料電池汽車是一個突破口,在交通系統(tǒng)中,除燃料電池車外,國際上對于氫能在船舶、航空飛行器等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)作出了積極探索和嘗試。在電力、化工、冶金等領(lǐng)域,氫能都擁有豐富的應(yīng)用空間和發(fā)展?jié)摿Α?/div>
 
2020年1月,《嘉興市加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工作意見》發(fā)布,這是浙江全省首個氫能產(chǎn)業(yè)扶持政策。嘉興港區(qū)化工園區(qū)涉氫投產(chǎn)企業(yè)就有11家。今年3月初,液化空氣集團和申能集團旗下申能能創(chuàng)能源發(fā)展有限公司、上海化學(xué)工業(yè)區(qū)投資實業(yè)有限公司簽署投資協(xié)議,成立三方合資公司,將分期建設(shè)上海規(guī)模最大的氣氫和液氫充裝中心。上?;瘜W(xué)工業(yè)區(qū)內(nèi)落戶了幾乎所有國際化工巨頭企業(yè),利用園區(qū)豐富的工業(yè)副產(chǎn)氫資源,能夠生產(chǎn)更清潔的低碳?xì)洚a(chǎn)品,開拓中國化工行業(yè)的低碳發(fā)展路徑。
 
在合作中突破
 
好消息是,根據(jù)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》設(shè)定的發(fā)展目標(biāo),到2025年,燃料電池車輛保有量將達到約5萬輛,并同步部署建設(shè)一批加氫站。規(guī)劃同時強調(diào),要有序推進氫能在交通領(lǐng)域的示范應(yīng)用,拓展在儲能、分布式發(fā)電、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用,推動規(guī)?;l(fā)展,加快探索形成有效的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的商業(yè)化路徑。規(guī)劃還提出,將有序拓展氫燃料電池等新能源客貨汽車的應(yīng)用空間,積極探索燃料電池在船舶、航空器等領(lǐng)域的應(yīng)用,不斷提升交通領(lǐng)域氫能應(yīng)用市場規(guī)模。
 
長三角城市中,上海負(fù)責(zé)關(guān)鍵零部件技術(shù)全面突破、多場景商用示范和商業(yè)模式探索,蘇州聚焦產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新、示范應(yīng)用場景拓展,南通是突破空氣壓縮機核心技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化,嘉興則基于充足的氫能供給保障,探索氫氣制、儲、運技術(shù)突破。以南通為例,如皋氫能發(fā)展較早,2016年便成全國唯一“聯(lián)合國氫經(jīng)濟示范城市”;去年如東提出將組建氫能裝備公司,“十四五”期間力爭成為綠氫制備、裝備技術(shù)的全國單項冠軍。蘇州同樣“氫”風(fēng)勁吹。2019年,重塑能源的新工廠在蘇州常熟簽約落地。在林琦看來,常熟優(yōu)勢不少:當(dāng)?shù)爻雠_氫燃料發(fā)展規(guī)劃,汽車零部件基礎(chǔ)較好,距離上海非常近。新工廠被命名為“星空工廠”,林琦夢想著通過減少汽車廢氣排放,讓都市人抬頭便可仰望星空。
 
這一夢想實現(xiàn),還需要理想的“未來能源”——綠氫。“大家都講綠氫,但是路還有很長。”何為綠氫?它是指從制備到使用全生命周期零碳排放的清潔氫能,區(qū)別于利用化石能源制取的灰氫,和生產(chǎn)過程中實現(xiàn)碳捕捉、封存的藍(lán)氫。綠氫可以依靠風(fēng)電、光電、水電等可再生能源,以電解水的方式制取,如此不僅能提高風(fēng)電、光電等就地消納能力和電網(wǎng)的“削峰填谷”能力,還能減少棄水、棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象。
 
目前,我國是可再生能源裝機規(guī)模最大的國家,長三角也正著力推動風(fēng)電等發(fā)展,其中江蘇海上風(fēng)電并網(wǎng)裝機規(guī)模約占全國六成,這是長三角發(fā)展綠氫的重要基礎(chǔ)。今年全國兩會上,全國人大代表、復(fù)旦大學(xué)教授丁光宏建議上海加緊布局海洋制氫新賽道,一方面制成的氫氣可運至陸地;另一方面海上制氫場也能變身“移動加氫站”,為以氫氣為動力源的遠(yuǎn)洋貨輪就地加氫。
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