10月19日，“碳達(dá)峰、碳中和背景下的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展高端論壇”在上海開幕。與會專家普遍認(rèn)為，氫能是最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，也是?shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要抓手。

但并非所有氫能都是“干凈”的，唯有清潔能源制取的“綠氫”才能實(shí)現(xiàn)零碳化。“綠電”與“綠氫”的良性互動，正在成為能源轉(zhuǎn)型的重要一環(huán)。一方面，光伏、風(fēng)電等可再生能源的日趨成熟，為“綠氫”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)；另一方面，“綠氫”產(chǎn)業(yè)的壯大，又會為可再生能源帶來更多發(fā)展空間。

能源轉(zhuǎn)型循序漸進(jìn)

“碳達(dá)峰是量變，碳中和是質(zhì)變，僅通過碳達(dá)峰的量變走不到碳中和的質(zhì)變。碳中和將構(gòu)建全新的零碳產(chǎn)業(yè)體系。”上海交通大學(xué)副校長、中國工程院院士黃震表示，未來的能源變革將呈現(xiàn)“五化”，即能源供給側(cè)的電力零碳化和燃料零碳化，能源需求側(cè)的能源利用高效化、再電氣化和智慧化。

在黃震看來，氫能將在零碳產(chǎn)業(yè)體系扮演重要角色。“比如用零碳電力制氫，現(xiàn)在需要提升能源轉(zhuǎn)化效率，實(shí)現(xiàn)高效低成本的電解水制氫技術(shù)。”

加拿大國家工程院院士、上海大學(xué)特聘教授張久俊闡述了氫能可移動概念：“電網(wǎng)的電能是固定和有限的，但人類需要的是可移動電能，只有把不可移動電能轉(zhuǎn)變成可移動電能，才能達(dá)到長期發(fā)展的需要。在此背景下，發(fā)展以氫氣為載體的技術(shù)成為必然。”

事實(shí)上，氫能替代傳統(tǒng)化石燃料的減排效果良好。

以中國石化在上海建成的首座氫燃料電池供氣中心為例，其氫氣來源于上海石化自有的工業(yè)副產(chǎn)氫，若以日供氫能力2500公斤按照等量柴油車輛燃燒測算，預(yù)計(jì)每年可減少碳排放約2920噸。上海石化首席專家王佩琳介紹，上海石化擁有約23萬噸/年的制氫能力，并與上海化工區(qū)管網(wǎng)互通形成區(qū)域內(nèi)的“氫走廊”。

中國工程院院士曹湘洪表示，氫燃料電池的電化學(xué)能效是內(nèi)燃機(jī)的1.5倍。鑒于此，汽車成為氫能在交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用方向，截至2020年底，全球氫燃料汽車保有量為3.25萬輛。曹湘洪預(yù)計(jì)，到2025年我國燃料電池汽車保有量或達(dá)10萬輛。

氫能“脫碳”勢在必行

數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國氫氣產(chǎn)量突破2500萬噸，連續(xù)多年位列世界第一。目前，全球氫氣產(chǎn)量中，絕大部分是“灰氫”和“藍(lán)氫”，全球98%的氫氣是“灰氫”，“綠氫”和“藍(lán)氫”的占比各為1%。

所謂“灰氫”，是指以化石能源為原料，通過自熱重整等方法制造的氫氣，碳排放較高；“藍(lán)氫”則是在灰氫的基礎(chǔ)上通過碳捕捉等方式處理生產(chǎn)過程中的部分二氧化碳；只有利用可再生能源電解水制取的氫氣，因?yàn)榻咏闾寂欧挪疟环Q為“綠氫”。

這意味著，唯有進(jìn)一步“脫碳”，氫能的碳減排效果才能最大化。

可喜的是，可再生能源的度電成本正在大幅度下降，為“綠氫”的大規(guī)模制備提供了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

“20年前光伏發(fā)電是5元/度，今年國家電投在四川報(bào)出的上網(wǎng)價(jià)是0.15元/度，沙特阿拉伯的一個(gè)項(xiàng)目也報(bào)出1.04美分/度。”黃震認(rèn)為，通過電力系統(tǒng)的深度脫碳和可再生能源的替代，可實(shí)現(xiàn)“綠氫”的大規(guī)模應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)零碳排放。

“綠氫”產(chǎn)業(yè)蓄勢待發(fā)

中國氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)，到2030年，中國氫能市場規(guī)模有望達(dá)4300萬噸，其中“綠氫”的占比將從2019年的1%提高到10%，市場規(guī)模將增長近30倍。

王佩琳介紹，上海石化在加快推進(jìn)綠色潔凈能源建設(shè)進(jìn)程，首座光伏發(fā)電示范性裝置已成功并網(wǎng)發(fā)電，并與華東理工大學(xué)合作建立氫能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，聚焦氫能基礎(chǔ)科學(xué)研究和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)。

中國石化的首個(gè)兆瓦級電解水制氫示范項(xiàng)目在中原油田啟動建設(shè)。據(jù)悉，該項(xiàng)目建成后將成全國最大的兆瓦級可再生電力電解水制氫工程，每天可生產(chǎn)1.12噸超純氫。中國石化規(guī)劃，到2025年累計(jì)建成1000座加氫站或油氫混合站、7000座分布式光伏發(fā)電站點(diǎn)。

“綠氫”產(chǎn)業(yè)方面，中國石化制定了“百萬綠氫示范”和“替代減碳超千萬”的目標(biāo)，前者是力爭建成50萬噸/年非石化能源制氫能力，5年累計(jì)“綠氫”產(chǎn)量超100萬噸；后者則是“綠氫”年減排二氧化碳規(guī)模超1000萬噸。