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如何迈进“氢能社会”

北极星氢能网 来源:中国石油石化  作者:刘芷溪  2021/9/18 16:10:01 我要投稿

北极星氢能网讯:由于化石能源几乎完全依靠进口,多年以来,发展氢能是日本能源转型的首选,福岛核事故以后更是加快了氢能替代的步伐。目前已经在燃料电池汽车、家庭热电联供等领域取得一定的成效,并首次推出了“氢能社会”的概念。如今,日本的氢能源车已经到了量产的阶段,加氢站目前已建成160座,计划到2030年建成900座加氢站,实现氢能发电商业化。

日本氢能的快速发展得益于完善的法律法规、政府的资金扶持及广泛的国际合作,但也存在成本过高、高度依赖政府补贴等问题。中国应该通过完善氢能标准和规划、扩大氢能人才队伍和加强国际合作等方式促进氢能产业的健康发展。

国家出台更多政策

日本的氢能源,是从上世纪90年代开始研发的,直到2014年生产出了第一代氢能源实验车,于2016年正式推出了第一代氢能源车“MIRAI”。到目前为止,在日本和美国等市场已经销售了1.6万多辆。

日本实现氢能快速发展,与之将氢能发展上升到国家战略层面分不开。2013年,日本推出《日本再复兴战略》把发展氢能提升为国策,并启动加氢站建设前期工作,并提出建设“氢能社会”愿景,以摆脱能源困境,确保能源安全。2014年成立氢能/燃料电池战略协会,公布《氢能/燃料电池战略发展路线图》,详细描述了氢能研发推广的三大阶段及战略目标。2017年12月出台《氢能基本战略》,2019年3月公布《氢能利用进度表》,均明确2025年前快速扩大氢能使用范围,使氢燃料电池汽车价格降至与混合动力汽车持平。2019年9月出台《氢能和燃料电池技术开发战略》,重点发展燃料电池、氢能供应链和电解水三大领域。并提出,到2030年建成900座加氢站,实现氢能发电商业化。到2050年燃料电池汽车全面普及、燃油汽车全面停售的“氢能社会”国家战略及其具体行动计划。

经过短短几年的实践与再认识,日本就将发展氢能由首选提升为国策,进而提升为国家战略,努力实现“氢能社会”。在中国,发展氢能虽然也越来越受到重视,但重视程度与日本比还有差距。诚然,日本是化石能源极度匮乏的国家,这也是其格外重视发展氢能的重要原因。但中国油气能源对外依赖程度比日本好不到哪儿去,没有质的区别。虽然2019年我国已将氢能发展写入《政府工作报告》,已在即将出台的《能源法》中将其列为一类能源,相关规划和标准也在陆续出台,不少地区都踊跃比肩发展氢能,但从重视程度、整体规划、投入力量、发展程度、技术先进性看,与日本相比均有差距。因此我国应在国家层面对发展氢能的更加重视,应将其上升到国家战略层面,进一步出台相关政策,如政府补贴,碳税征收、发展交易等,以刺激促进氢能发展。

激励和人才很重要

日本的燃料电池在商业化应用方面世界领先,特别是燃料电池汽车,丰田、本田在全球燃料电池车市场占比最高,是全球燃料电池车的重要推动者。

燃料电池车的普及离不开加氢站的投资建设,加氢站密度目前世界排名第一。截至2020年底,日本公共加氢站数量为160座,2025年计划达到320座,2030年要增加到900座,到2050年加氢站的经济效益将超过加油站,并逐步替代加油站。

日本主要通过政府高额补贴和企业联合开发两种方式来加快加氢站战略布局。为了推进加氢站建设,日本的基础设施公司负责加氢站的投资和建设成本,同时,中央政府也将进行补贴,在加氢站实现独立运营之前筹集所需资金,减轻基础设施公司的初期投资负担,以此促进更多公司更加广泛地参与加氢站业务。

其实不仅是加氢站,为了促进燃料电池普及使用,日本对燃料电池车购买、家庭用燃料电池系统均进行补贴。不得不说,日本的氢能产业发展离不开政府补贴,但高度依赖公共财政支持,尚不具有竞争力。我国在促进氢能发展的同时,应多制定一些激励扶持政策,促进私营投资,扩大氢能发展的资金来源,由此加强在基础设施领域的投资。除激励政策以外,我国在氢能发展的人力资源方面比较匮乏,没有足够的燃料电池专家,也很少有大学提供相关课程。加氢站的维护、运营、氢燃料电池技术的安装和运行均需要高度先进的基础设施和熟练的技术人员。氢能专业人才的欠缺,会阻碍我国氢能产业的健康发展。

绿氢放国内,棕氢放海外

日本氢能发展的最终目标是走向无CO2排放制氢,特别是通过可再生能源制氢,形成整个生命周期的零碳排放。但由于日本的气象条件和地形的复杂,其可再生能源成本远高于世界平均水平。因此,应用碳捕获和储存(CCS)技术开发海外低成本化石能源制氢,以及利用海外可再生能源获得氢能,是日本氢能战略的主要目标之一,也是日本实现氢能社会的关键。为了从海外获得低价、无污染的氢能,日本已经开始与澳大利亚进行全球首家褐煤制氢试点项目。在澳大利亚建立基地,这是氢商业化过程的关键一步,将澳大利亚的褐煤气化,再液化,并制造大型液氢运输船,将液氢运回日本。

可见,为净零排放计划,日本布局将绿氢制备置于国内,将棕氢制备置于海外;将蓝天和净零留在国内,将大量CO2埋藏在海外。我国虽然是氢气生产大国,产能达到2500万吨/年,但大多数氢为蓝氢,且主要用于炼油各个工艺过程的加氢改制;或少量煤制棕氢,更多地不是用于能源转型。由此,仅靠国内自产绿氢、蓝氢,肯定不够用,也需要两种资源并行利用。当然我们发展氢能不能刻意将CO2留在海外,绿氢、蓝氢和棕氢均可利用、以补足国内的不足。


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