文/瞿國華 上海石油學(xué)會,當(dāng)代石油石化 氫能作為一種清潔高效的二次能源,具有能量密度大、燃燒熱值高、來源廣、可壓縮、可儲存、可再生的特點。氫能目前主要脫胎于煤炭、石油、天然氣等一次能源。近年來我國清潔能源領(lǐng)域發(fā)展形勢良好,首先是燃油品質(zhì)提升迅速,僅用了近十年時間走完了國外需要二三十年才能達(dá)到的水平。2019年起全國汽柴油已實施國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn),國Ⅵ汽柴油標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)接近并達(dá)到國際先進(jìn)水平,這為我國開發(fā)高效、節(jié)能的清潔汽車創(chuàng)造了良好條件。2008年起國家把新能源汽車的重點放在了純電池的電動車上,電動汽車得到了一定的發(fā)展。 氫在工業(yè)領(lǐng)域中可以作為原料,在交通領(lǐng)域可以作為清潔燃料,還可以作為能源提供電力供應(yīng),因此,近年來我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的勢頭和呼聲很高。本文主要針對氫能汽車產(chǎn)業(yè)即“氫能交通經(jīng)濟(jì)”和氫資源相關(guān)問題進(jìn)行討論。 1我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正加快布局 近幾年來,我國非常重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從2016年起主要大事有: 2016年3月,國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016–2030年)》,明確提出把可再生能源制氫、氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新作為重點發(fā)展內(nèi)容。 2016年8月,聯(lián)合國開發(fā)計劃署在中國設(shè)立首個“氫經(jīng)濟(jì)示范城市”項目在江蘇如皋正式啟動,目前已擁有十余家氫能企業(yè)且發(fā)展態(tài)勢強(qiáng)勁。 2016年8月,國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》,規(guī)劃中有關(guān)發(fā)展清潔高效能源技 術(shù),可再生能源與氫能技術(shù)等均入選。 2016年10月,中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院和全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會聯(lián)合組織編著《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》,首次提出我國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展路線圖和技術(shù)發(fā)展路線圖。 2016年10月,廣東佛山(云?。┊a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移工業(yè)園的新能源汽車生產(chǎn)基地投產(chǎn),規(guī)劃年產(chǎn)能5000輛氫能汽車。近年來,該工業(yè)園先后吸引了中鐵集團(tuán)、巴拉德、國鴻氫能等一批戰(zhàn)略合作伙伴,創(chuàng)建了佛山云浮氫能源和新材料發(fā)展研究院,自主研發(fā)具備國際先進(jìn)水平的氫能源客車,率先在佛山、云浮搭建起氫能源城市公交示范推廣平臺。 2017年5月,科技部和交通運(yùn)輸部出臺《“十三五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》,明確提出推進(jìn)氫氣儲運(yùn)技術(shù)發(fā)展、加氫站建設(shè)和燃料電池汽車規(guī)模示范,形成較完整的加氫設(shè)施配套技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系。 2017年8月,我國首條自動化氫燃料電池發(fā)動機(jī)大批量生產(chǎn)線在位于河北省張家口市的生產(chǎn)基地正式投產(chǎn),規(guī)劃項目全部完工后,該基地燃料電池發(fā)動機(jī)年產(chǎn)能可達(dá)到1萬臺。 2017年9月,上海市規(guī)劃到2020年建設(shè)5~10座加氫站,燃料電池汽車示范運(yùn)營3000輛,2025年建設(shè)50座加氫站,運(yùn)營燃料電池車3萬輛,2030年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值3000億元。 2018年1月,武漢市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃建議方案出爐,要在3年內(nèi)將以武漢開發(fā)區(qū)為核心,打造“氫能汽車之都”,到2025年,成為世界級新型氫能城市。 2018年2月,中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在北京正式成立,標(biāo)志著構(gòu)建具有中國特色的氫能社會的進(jìn)程將提質(zhì)提速。 2019年3月,氫能源首次寫入當(dāng)年的政府工作報告,報告提到要推進(jìn)充電、加氫等設(shè)施的建設(shè)。 2019年12月,中國石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院在關(guān)于《2020中國能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》中指出,我國氫能產(chǎn)業(yè)正步入快速發(fā)展機(jī)遇期。初步判斷2035年后,世界上將出現(xiàn)碳減排壓力加大,可再生能源制氫、氫燃料電池系統(tǒng)成本大幅下降的局面,氫燃料汽車和加氫站數(shù)量在部分地區(qū)將有較大增幅。 據(jù)資料顯示,我國規(guī)劃了氫能產(chǎn)業(yè)核心的七大氫燃料電池產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),包括有京津冀產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、華東產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、華南產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、華中產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、華北產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、東北產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)和西北產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)等。 綜上可見,我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢目前基本上是全國遍地開花,尤其是地方積極性很高,爭相規(guī)劃建設(shè)上馬“氫經(jīng)濟(jì)示范城市”“氫能汽車之都”等,有的城市規(guī)劃不到10年就要求成為“世界級新型氫能城市”。應(yīng)注意到要實施這樣一個規(guī)模宏大的計劃,除技術(shù)問題外還有兩大問題必需要落實好,這就是氫資源和資金問題。 2氫資源和“綠氫”的制備氫能是一種二次清潔能源,也是一種零碳能源,具有“清潔、高效、安全、可持續(xù)”四大特點,被譽(yù)為未來世界能源架構(gòu)的核心。從能量密度比較,氫氣是木材的1000倍,煤的5倍,汽油的3倍,天然氣的2.5倍。從燃燒熱值比較,氫的燃燒熱值為134.64×106Btu/t(1Btu=1.055kJ),汽油、柴油、天然氣分別為45.4×106,42.7×106,52.7×106Btu/t,可以看出氫的燃燒熱是這幾種燃料中最高的。氫能利用的核心是燃料電池的開發(fā),但要推廣使用氫能產(chǎn)業(yè)的前提和基礎(chǔ)首先必須落實好氫資源。2.1氫資源 21世紀(jì)初,世界氫氣年產(chǎn)量約5000萬噸,而且每年以6%~7%的速度增加。2017年世界氫氣消費量約6905萬噸,絕大部分用作工業(yè)原料。其中,化工原料占66%,石油煉制使用占26%,金屬和玻璃加工占7%,1%用于其他行業(yè)。目前,全球每年用作汽車燃料的氫氣不足1萬噸,僅占?xì)錃饽戤a(chǎn)量的萬分之二,完全可以由現(xiàn)有的氫資源提供。 氫能產(chǎn)業(yè)鏈通常由制氫、儲運(yùn)和應(yīng)用三部分組成,其中制氫是產(chǎn)業(yè)鏈的第一環(huán)。目前世界商業(yè)用氫氣96%是從煤、石油和天然氣等化石燃料中制取,作為世界制氫第一大國,我國制氫原料中化石燃料的比重更高。現(xiàn)階段,我國主流的制氫工藝主要有煤制氫、天然氣制氫、石油制氫和可再生能源制氫等。煤制氫技術(shù)包括煤的焦化制氫和氣化制氫兩種,后者更是主流制氫工藝,在我國屬于技術(shù)成熟的一類石化輔助工藝。據(jù)“中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟”最新數(shù)據(jù)顯示,目前國內(nèi)氫氣的生產(chǎn)主要來源于石化企業(yè),其中煤氣化制氫為1000萬噸/年,天然氣制氫為300萬噸/年,石油制氫為300萬噸/年,工業(yè)副產(chǎn)氫為800萬噸/年,電解水制氫100萬噸/年,總制氫為2500萬噸/年,可見石化工業(yè)產(chǎn)氫占總產(chǎn)氫的64%。 氫氣在石化工業(yè)的合成氨工業(yè)和煉油工業(yè)含硫原油加工中有重要的用途,由石化基地提供現(xiàn)成的氫資源,技術(shù)是成熟的,具有地域優(yōu)勢明顯,集中制氫輻射面積大,成本低等優(yōu)點。石化工業(yè)制氫原料大部分均來自于化石原料,氫氣由煤、焦、石油和天然氣等炭素材料或碳?xì)浠衔锏冉?jīng)重整脫碳反應(yīng)而得。在制氫過程中有大量CO2等溫室氣體排放,生產(chǎn)1kg氫伴生的CO2排放量為:煤制氫約11kg,天然氣制氫約5.5kg,輕油(石腦油)制氫約7kg。從大氣環(huán)境保護(hù)角度出發(fā),作為溫室氣體的CO2是不允許向大氣排放的,少量排放也會征收高額碳稅。 因此,氫氣作為一種二次能源的環(huán)保屬性有其多重性,由化石原料經(jīng)重整脫碳反應(yīng)工藝生產(chǎn)氫氣過程中既耗用大量能量又排放大量CO2等溫室氣體,不僅成本高,受能效的制約,而且生產(chǎn)的這類氫氣全過程生命周期評價是不“綠色的”。燃料電池汽車如果使用這類氫氣,雖然汽車不排放溫室氣體,但它所使用的氫氣在制造過程中已提前排放出大量溫室氣體,實際是一種“大氣污染前移”或是溫室氣體的“提前排放”現(xiàn)象。其他如工業(yè)用電解氫,嚴(yán)格講也不是“純綠色”,因為我國電力供應(yīng)目前以火力發(fā)電為主,火力發(fā)電廠大量排放CO2等溫室氣體,基本也是一種“污染前移”現(xiàn)象或是溫室氣體的“提前排放”現(xiàn)象。 2019年3月,世界能源理事會發(fā)布的《氫能—工業(yè)催化劑(加速世界經(jīng)濟(jì)在2030年以前實現(xiàn)低碳目標(biāo))》中把這種伴有大量CO2排放的氫稱為“灰氫(Greyish hydrogen)”,把通過CO2捕集、利用和封存技術(shù)(CCS或CCUS)處理后避免CO2排放的氫稱為“藍(lán)氫(Blue hydrogen)”,顯然是“灰氫不可取,藍(lán)氫可以用,廢氫應(yīng)回收,綠氫(Green hydrogen)是方向”。CCS或CCUS技術(shù)已提出多年,目前只應(yīng)用在少數(shù)國家的少數(shù)項目中,我國也在積極推進(jìn)CCUS,已建成十多個千噸級以上規(guī)模的中試和示范項目。如中國石油吉林油田CCS–EOR項目,2020年初以來共埋存CO275萬噸,驅(qū)油7000噸,埋存相當(dāng)于燃燒近33萬噸煤所產(chǎn)生的CO2。項目啟動4年多來,已累計捕集埋存CO2 170萬噸,增產(chǎn)原油70余萬噸。CCS技術(shù)普及有相當(dāng)難度,制約了“藍(lán)氫”的發(fā)展速度。有報道在全世界6900萬噸/年氫產(chǎn)量中僅有40萬噸/年是配套有CCUS項目的。 其他有設(shè)想從氯堿工業(yè)廉價的副產(chǎn)氫等途徑來解決氫資源問題,通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)僅有很少量可供資源,遠(yuǎn)不夠用于推廣到社會上去作為發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)考慮的數(shù)量要求。廣泛使用氫能作為石油替代能源有局限性。 2.2“綠氫”的制備 用可再生能源電解水制得的氫被稱為“綠氫”,是未來制氫的發(fā)展方向。目前條件下,“綠氫”成本遠(yuǎn)高于“灰氫”,“灰氫”成本是1.5歐元/kg,“綠氫”成本3.5~5.0歐元/kg,后者是前者的2.3~3.3倍,所以,目前“綠氫”不具備作為氫產(chǎn)業(yè)資源的經(jīng)濟(jì)條件。根據(jù)ShellGlobalSolution機(jī)構(gòu)對全球煉油行業(yè)制氫成本的分析認(rèn)為,在現(xiàn)有技術(shù)條件下,當(dāng)國際油價位于60美元/桶以下時,天然氣制氫在經(jīng)濟(jì)性上更具優(yōu)勢;當(dāng)國際油價高于80美元/桶時,煤制氫的成本優(yōu)勢則會隨著原油價格的上升而更加凸顯。中國石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院提出不同工藝路線制氫的成本為:天然氣制氫(含煉廠氣)成本0.8~1.5元/Nm3;石腦油制氫(含液化氣)成本0.7~1.6元/Nm3;煤制氫(含焦炭)成本0.6~1.2元/Nm3;液氨裂解制氫成本2.0~2.5元/Nm3;甲醇裂解制氫成本1.8~2.5元/Nm3;水電解制氫成本最高,為3.0~3.5元/Nm3。這些數(shù)據(jù)可能更反映出我國目前的實際情況,也說明氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期如采用化石能源低成本制氫則是一條較為現(xiàn)實的路徑。 國際上對于氫能利用前景和時機(jī)問題的看法存在差異。在時間方面,日本態(tài)度較激進(jìn),美國態(tài)度較保守。美國國家科學(xué)院研究報告顯示,未來50年內(nèi),氫能有望基本取代汽油。美國能源部指出在30~50年后世界將廣泛使用氫能,因為到那時有望通過“可控?zé)岷司圩儭钡韧緩嚼煤四軄碇圃斓统杀竞汀熬G色”的氫氣。美國前能源部長朱棣文曾提到他主要關(guān)心的兩個問題是“氫氣的來源和生產(chǎn)成本”。以電解水制氫為例,電解水制氫成本30~40元/kg,生產(chǎn)的氣態(tài)氫價格比汽油高65%,液態(tài)氫則比汽油高260%以上。在電解水制氫過程中,能耗較高,能源轉(zhuǎn)換效率有待提升。 目前的商用電解槽能耗水平為4.5~5.5kW·h/Nm3氫氣,能效在72%~82%。最關(guān)鍵因素是綠色電力的成本需要進(jìn)一步下降。在陽光和風(fēng)力充足的國家,如中東、北非和拉丁美洲地區(qū),綠色電價已降至2歐分/kW·h(約合0.15元/kW·h)。從我國現(xiàn)狀來看,新能源發(fā)電成本0.4~0.6元/kW·h,用于電解水制氫成本依然偏高。如果利用當(dāng)前可再生能源的棄電制氫,棄電按0.1元/kW·h計算,制氫成本可降至10元/kg,這和煤制氫、天然氣制氫的價格相當(dāng),有望推廣。 核電作為一次能源已經(jīng)成為今后最先進(jìn)、最清潔的能源之一,它也是未來制氫的最重要和可靠的能源。對于核能,目前人類已掌握應(yīng)用的還是“可控核裂變”,不是“聚變”,如果一旦突破“可控核聚變”技術(shù)能提供大量低價、可控核能以后,水解制“綠氫”用能源則不成問題了。這是氫能產(chǎn)業(yè)今后可持續(xù)發(fā)展過程中的一個世界性問題,估計至少還需要20~30年時間和大量的科技投入。 我國在“可控核聚變”研發(fā)領(lǐng)域內(nèi)是比較重視和領(lǐng)先的。國家發(fā)改委正式下發(fā)《關(guān)于核定聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目初步設(shè)計概算的復(fù)函》,批復(fù)了聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施項目的初步設(shè)計概算。 聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施是我國《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》優(yōu)先布局的大科學(xué)工程項目之一,建設(shè)周期為5年8個月。建成后將成為國際磁約束聚變領(lǐng)域參數(shù)最高、功能最完備的綜合性研究平臺,對保障我國聚變堆的先進(jìn)性、安全性和可靠性,為解決國家重大需求提供強(qiáng)有力的科技支撐,對促進(jìn)國家聚變能的實際應(yīng)用進(jìn)程具有重要意義。 我國發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)所需要的氫資源解決方案可以分為近期和遠(yuǎn)期,近期電解水成本高,限制了“綠氫”的供應(yīng),在數(shù)量不是很大情況下可以使用低成本氫氣(包括“灰氫”)以促進(jìn)該新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域快速發(fā)展。也就是可立足于石化工業(yè)提供的“灰氫”,同時解決一些氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)階段需要解決的一系列系統(tǒng)配套工程,如低成本供氫,儲運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加氫站建設(shè)等問題。遠(yuǎn)期在氫能產(chǎn)業(yè)達(dá)到一定的規(guī)模水平時可利用“可控核聚變”技術(shù)解決綠色氫資源用能的根本性問題,中間有一個過渡階段就是利用可再生能源制氫技術(shù)的開發(fā)和CCS技術(shù)推廣,目前包括中國在內(nèi)世界有關(guān)國家正投入大量開發(fā)力量進(jìn)行攻關(guān)。 總之,中遠(yuǎn)期制氫技術(shù)方向需要綜合考慮到制氫路線的經(jīng)濟(jì)性、實用性、環(huán)境友好等多重因素。當(dāng)前我國石化工業(yè)提供的“灰氫”生產(chǎn)技術(shù)是完全成熟的,其數(shù)量也能滿足發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的需要,但不可避免的缺陷是對大氣環(huán)境的影響。 因此在過渡階段期間相關(guān)國家正在大力考慮使用可再生能源來制造“綠色氫氣”。例如,德國正推進(jìn)規(guī)模化利用可再生能源電力來生產(chǎn)氫氣和甲烷,這種電轉(zhuǎn)氣(PtG)技術(shù)已被德國視為實現(xiàn)脫碳的重要路徑之一,目前有16個工業(yè)規(guī)模的PtG項目正在規(guī)劃中,未來總產(chǎn)能還將大幅增加。其主要過程是利用光伏、風(fēng)能等可再生能源發(fā)出的電力,通過電解水和CO2甲烷化的兩個步驟生產(chǎn)氫氣和甲烷,過程被稱為“PtG”技術(shù)。 PtG技術(shù)也存在明顯缺點。在電解、甲烷化和儲存過程中會損失大量能量。這意味著生產(chǎn)過程要消耗大量可再生能源電力。電解步驟后,僅剩下67%~81%能量,而在甲烷化步驟后,進(jìn)一步留下54%~65%能量。這由于PtG生產(chǎn)過程較復(fù)雜,且比直接用電更昂貴,效率更低。 此外,還有類似利用光伏、風(fēng)能等可再生能源發(fā)出的電力去制造氫氣,即稱為電轉(zhuǎn)氫氣(P2G)技術(shù),普遍為市場看好和重視。如日本在福島建立了全球最大的單機(jī)10兆瓦級電解水裝置的示范項目,最大年產(chǎn)量為900噸氫,準(zhǔn)備為2020年東京奧運(yùn)會的奧運(yùn)村提供電力和熱能。同樣,全面推廣P2G技術(shù)的關(guān)鍵問題也是需要降低成本和能耗,具體是到2030年要求電解水裝置成本要從20萬日元/kW降至5萬日元/kW,能耗從5kW·h/Nm3降至4.3kW·h/Nm3。 3加快氫能系統(tǒng)建設(shè),建立發(fā)展氫氣存儲、運(yùn)輸系統(tǒng)和加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)我國是世界上最大的氫生產(chǎn)國和消費國,占全球氫消費量的30.9%,預(yù)計2017–2022年氫市場消費量年增5.3%。2017年全球氫氣消耗量是69.1×106噸,最大的用戶是煉油廠、合成氨廠和甲醇廠,這些廠生產(chǎn)時大多數(shù)消耗的氫都是就地生產(chǎn)和使用的,基本上沒有形成完整的氫市場。今后隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,用于氫能汽車等燃料電池的氫消耗將增加很快,遲早會形成國內(nèi)氫市場。3.1氫特性和供應(yīng)方式 氫和氧能形成爆炸混合物,在運(yùn)輸和使用過程中需要十分小心。氫氣和空氣混合物的最低點火溫度為500℃,極易點燃,其點火能量僅為0.017mj,而烴類的點火能量為0.25mj,后者是前者的14.7倍。氫氣是最輕的氣體,當(dāng)釋放到大氣中時,會迅速上升并消散,擴(kuò)散性極強(qiáng),氫的擴(kuò)散系數(shù)比空氣大3.8倍,比汽油大7.5倍。氫氣比重小,易向上逃逸,這使得在一般情況下氫氣影響范圍要小得多。但如果產(chǎn)生氫氣局部聚集時就可能會帶來巨大風(fēng)險,也就是在一個密閉空間內(nèi)且具備產(chǎn)生爆炸條件以后,氫氣聚集可能產(chǎn)生威力巨大的爆炸,氫火焰在空氣中最大傳播速度為3m/s。液態(tài)氫溫度為–252.8℃,是除了液態(tài)氦之外最冷的一種流體,一份體積的液氫可氣化為850份體積氫氣,氣態(tài)氫有利于氫的運(yùn)輸和儲存。絕大多數(shù)情況下工業(yè)上使用的是氣態(tài)氫。 在儲存和運(yùn)輸大量氫時,氣態(tài)氫比較便宜,尤其是從供氫點距離超過100千米情況下更是如此,也可以用管道輸送氣態(tài)氫。在美國,運(yùn)輸大量氫氣是采用容量為50000~140000立方英尺的管式拖車。運(yùn)輸液態(tài)氫則用壓力可到3000psi(1psi=6.895kPa)的40~55m3卡車拖車,這種方式很貴,距離大于322千米就不適用了。 氫氣運(yùn)輸另一個方案是管道運(yùn)輸。用管道運(yùn)輸大量氫氣比液氫運(yùn)輸要便宜,因為可以減少液化、運(yùn)輸和儲存成本。世界上現(xiàn)有氫氣管線總長度為4506千米,其中美國2575千米,歐洲共1609千米,我國和韓國、日本等也有使用氫氣管道的案例,我國石化工業(yè)在廠際間輸送氫氣很多采用管道輸送方案,如上海石化和賽科石化之間氫管道、揚(yáng)子石化和金陵石化之間的氫管道,后者管道還通過長江江底。 3.2世界加氫站和燃料電池發(fā)展路線 加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)市場化的重要基礎(chǔ),當(dāng)前在加氫站投資建設(shè)和運(yùn)行方面仍面臨許多困難和挑戰(zhàn),將成為制約我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要因素。國際氫能委員會預(yù)計,到2025年,全球?qū)⒔ㄔ旒s2800個氫燃料補(bǔ)給站,覆蓋主要的氫能源汽車市場。到2030年,提供1000萬~1500萬輛燃料電池乘用車及50萬輛燃料電池卡車行駛所使用的氫氣。到2050年,氫能源需求將占最終能源需求的18%,全年CO2排放量比現(xiàn)在減少約60億噸。 截至2018年底,全球共有加氫站369座,主要位于歐洲(152座)、亞洲(136座)和北美(78座),其中美國加州有40座商用加氫站,34座是油氫混合加氫站,日本40%的加氫站屬于油氫混合加氫站。目前我國真正在用的加氫站寥寥無幾,截至2018年底,我國運(yùn)營的加氫站只有23座,和加油站、充電樁相比,規(guī)模較少。建設(shè)一個高壓加氫站需投資1000萬~1500萬元。未來中國主流加氫站也可能采用油氫混合加氫站模式,以打造綜合能源樞紐。在廣東佛山已建成中國首個油氫混合加氫站,上海首批2個油氫混合加氫站也已竣工并試運(yùn)行,利用上海石化的氫資源供氫。 據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》預(yù)計,到2030年,我國氫燃料電池車輛保有量將達(dá)到200萬輛,氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值有望突破萬億元大關(guān)。和日本氫能及燃料電池發(fā)展線路圖比較,到2030年日本的燃料電池汽車發(fā)展到80萬輛(2015年為20萬輛,基本實現(xiàn)商業(yè)化),日本數(shù)據(jù)雖然是少于上述預(yù)計的中國氫燃料電池車輛保有量,僅為中國的40%,但到2050年日本將全面普及燃料電池汽車,停售燃油汽車。中國、日本及世界加氫站和燃料電池汽車發(fā)展路線見表1。 4結(jié)語 未來我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊,潛力巨大。但是在下決心大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)時,必須高度注意到目前存在的實際情況和困難,需要分析和防范一系列的產(chǎn)業(yè)風(fēng)險,做到有序發(fā)展,穩(wěn)中有進(jìn),才能實施氫能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 |
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