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长三角抢占“氢”机遇:布局从制备到使用全生命周期“零碳排放”清洁氢能

2022-03-30 08:28:46 解放日报   作者: 任俊锰  

“昨天等来了上海的氢能产业规划,明天还有国家级氢能产业规划!”3月22日,上海重塑能源集团股份有限公司董事长林琦在朋友圈写道,并配了一张23日国家发改委新闻发布会预告的图片。他说的“昨天”,指21日上海市政府党组会议、常务会议召开,会议原则同意《上海市氢能产业发展中长期规划(2022—2035年)》;他说的“明天”,指的是23日《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》发布,它是我国首个氢能产业中长期规划,首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,并明确氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。

氢能有交通、储能、发电、工业四大应用领域,氢能具有来源丰富、质量轻、能量密度高、绿色低碳等特点。比如,大家相对熟悉的燃料电池汽车,用氢燃料和氧气作为原料,没有机械传动部件,排放出的有害气体极少,使用寿命长。我国氢能发展具有较好的基础,但也存在一些短板和不足。采访中,业内人士均表示,希望有了长期规划后,氢能产业与我国的光伏、光电等产业一样,能在政策和市场的双重作用下,逐步发展成为全球领先行业。

作为生态绿色发展先行区域之一的长三角,能否抓住氢能产业机遇,“氢”车熟路,“氢”装上阵?

在盛会中亮相

不久前闭幕的2022北京冬奥会,运行氢燃料电池汽车1000余辆,是世界目前最大规模的一次燃料电池汽车集中示范应用,远超2008年北京奥运会时20辆燃料电池汽车的应用体量。氢能的优势也被发挥出来,它不仅更环保,更能克服纯电驱动下的里程焦虑,还能避免锂电遇到北方冬季的电能骤降尴尬。北京冬奥会中,除日本丰田外,其余氢燃料电池汽车均为中国汽车企业自主研发和生产。

早在2000年前后,国家以“863计划”的形式推动发展氢燃料电池汽车,指定清华、同济等高校开展相关研究。同济大学的燃料电池研究便开端于此,为此成立新能源汽车工程中心,并与上汽集团等合资成立上海燃料电池汽车动力系统有限公司。2004年,燃料电池系统被装在了一辆桑塔纳的后备厢内,生产出我国第一代燃料电池混合动力汽车的样车。2006年1月,章桐从德国回国,担任同济大学新能源汽车工程中心副主任,兼任上海燃料电池汽车动力系统有限公司常务副总经理,当时国内的燃料电池汽车,几乎是从零开始的。很快,他们接到任务,要让燃料电池汽车作为科技奥运亮点,在各方努力下,最终与上汽大众合作,20辆帕萨特领驭改装的燃料电池轿车服务于2008年北京奥运会。

但“服务”还是有所保留,这些汽车主要负责接送奥组委工作人员上下班。只有一辆参与服务马拉松比赛,原本要作为引导车,但当时大家都吃不准,考虑再三,最后作为比赛裁判长监督用车。章桐回忆:“当时我们都在外围看着实况转播,面对这辆车提心吊胆。”好在首次亮相,一点问题没出。2008年北京奥运会、残奥会闭幕时,20辆燃料电池汽车执行任务970车次,运行总里程超7.6万公里。

有了2008年的亮相,到了2010年上海世博会时,章桐心里比较有底了。

当时,上海世博园内公交车、运输车均需要新能源汽车,包括燃料电池汽车。章桐团队参与了170余辆燃料电池汽车的生产、运维等工作,其中100辆是穿梭在园区内的观光游览车。这一集中示范规模在当时首屈一指,这也是公众首次大规模接触到燃料电池汽车,不少人认为“氢燃料易爆”,这种不安全感延续至今,章桐不断向媒体和公众解释,氢是危险气体,石油、天然气同样危险。

为确保安全,上燃动力、同济大学和上汽集团等在世博园内建立了保障基地和团队,每天对车辆进行全面检查;为满足车队的供氢需求,上海新建了距离世博园区不远的济阳路加氢站,出于安全考虑,车辆加氢并不出园,而是每晚12点用加氢车开到园区内为汽车加氢。世博会前后足有184天,燃料电池汽车能否持续服务也是人们关心的问题。最终,这批燃料电池汽车安全载客137万人次,行驶超44万公里,完成任务。

上海世博会结束后,这批燃料电池汽车因不知后续如何应用,逐渐被废弃,济阳路加氢站不久后也被拆除。当时,大家对氢是否应作为能源,还有不少争论,燃料电池汽车行业只有少许企业和一批科技项目还在坚持。2010年底,章桐辞去上燃动力的职务,全职从事科研工作。

在探索中发展

即便燃料电池汽车多次在盛会上亮相,但公众对氢能的了解依旧是有限的。

浙江锋源氢能科技有限公司董事长王海峰和同事们,曾研发出将氢燃料电池作为应急电源的无人机,并创造1000多万元产值。不过王海峰很快意识到,无人机氢燃料电池单个体量较小,功率仅有几千瓦,而且随着无人机价格越来越低,燃料电池竞争优势也越来越小;而一辆汽车的燃料电池可达100千瓦,市场更大,产业链较长,带动效果比较明显。王海峰主动停下无人机业务,专注为汽车研发燃料电堆及核心零部件。作为氢燃料电池行业的“老兵”,林琦2004年加入了上海神力科技有限公司,2015年创立重塑能源,从研发到寻找供应链到开发市场,一直专注燃料电池行业。

多年下来,林琦、章桐和王海峰他们都发现,相比氢燃料电池研发的难题,应用市场拓展更成问题。

成本高是难题。嘉兴市经信局技术装备处副处长李军伟举例,同样是8.5米长的公交车,燃油车售价60万元左右,普通新能源车售价120万元,而氢燃料车售价在160万到180万元。燃料电池汽车贵,氢燃料也贵。氢气的运输、储存难度大,氢气的储运换装会损耗约20%,使得氢燃料价格居高不下。业内人士表示,燃料电池汽车离消费者还很远,近些年还难以实现大规模市场化。

加氢站少也是难题。2015年,林琦筹划在上海投资建设加氢站,“去哪里找谁批都不知道”。2017年9月20日,这一天林琦印象深刻,当天上海出台全国首个燃料电池发展规划,加氢站得以修建;2018年“双11”期间,他筹建的加氢站满负荷运转,试投用的燃料电池货车在此加氢。林琦回忆,刚开始一些来加氢的驾驶员也担心安全问题。林琦便成了义务推广员,在同济大学、上海嘉定区中小学等地不断地讲解氢能知识。

近些年,在各方努力下,氢能产业在长三角得到了一定的发展。

2019年10月,嘉善县开行浙江省首条氢燃料电池公交线,首批开行10辆氢燃料电池公交车;去年12月,16台载有氢能的公交车投入浙江平湖公交示范运营。去年,国家首批燃料电池汽车示范城市群获批,上海、苏州、南通、嘉兴等长三角城市均在名单内。

去年12月,上海临港新片区首个油氢合建站运营,除了汽油、柴油,还能加氢;此外,洋山四期码头未来有望使用氢燃料电池,进行各机种的电力驱动。嘉兴市经信局副局长王荣介绍,嘉兴正试点应用氢能公交、重卡甚至冷链车,未来南湖上的游船也有望配备氢燃料动力。燃料电池汽车是一个突破口,在交通系统中,除燃料电池车外,国际上对于氢能在船舶、航空飞行器等领域的应用已经作出了积极探索和尝试。在电力、化工、冶金等领域,氢能都拥有丰富的应用空间和发展潜力。

2020年1月,《嘉兴市加快氢能产业发展的工作意见》发布,这是浙江全省首个氢能产业扶持政策。嘉兴港区化工园区涉氢投产企业就有11家。今年3月初,液化空气集团和申能集团旗下申能能创能源发展有限公司、上海化学工业区投资实业有限公司签署投资协议,成立三方合资公司,将分期建设上海规模最大的气氢和液氢充装中心。上海化学工业区内落户了几乎所有国际化工巨头企业,利用园区丰富的工业副产氢资源,能够生产更清洁的低碳氢产品,开拓中国化工行业的低碳发展路径。

在合作中突破

好消息是,根据《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》设定的发展目标,到2025年,燃料电池车辆保有量将达到约5万辆,并同步部署建设一批加氢站。规划同时强调,要有序推进氢能在交通领域的示范应用,拓展在储能、分布式发电、工业等领域的应用,推动规模化发展,加快探索形成有效的氢能产业发展的商业化路径。规划还提出,将有序拓展氢燃料电池等新能源客货汽车的应用空间,积极探索燃料电池在船舶、航空器等领域的应用,不断提升交通领域氢能应用市场规模。

长三角城市中,上海负责关键零部件技术全面突破、多场景商用示范和商业模式探索,苏州聚焦产业链协同创新、示范应用场景拓展,南通是突破空气压缩机核心技术及产业化,嘉兴则基于充足的氢能供给保障,探索氢气制、储、运技术突破。以南通为例,如皋氢能发展较早,2016年便成全国唯一“联合国氢经济示范城市”;去年如东提出将组建氢能装备公司,“十四五”期间力争成为绿氢制备、装备技术的全国单项冠军。苏州同样“氢”风劲吹。2019年,重塑能源的新工厂在苏州常熟签约落地。在林琦看来,常熟优势不少:当地出台氢燃料发展规划,汽车零部件基础较好,距离上海非常近。新工厂被命名为“星空工厂”,林琦梦想着通过减少汽车废气排放,让都市人抬头便可仰望星空。

这一梦想实现,还需要理想的“未来能源”——绿氢。“大家都讲绿氢,但是路还有很长。”何为绿氢?它是指从制备到使用全生命周期零碳排放的清洁氢能,区别于利用化石能源制取的灰氢,和生产过程中实现碳捕捉、封存的蓝氢。绿氢可以依靠风电、光电、水电等可再生能源,以电解水的方式制取,如此不仅能提高风电、光电等就地消纳能力和电网的“削峰填谷”能力,还能减少弃水、弃风、弃光现象。

目前,我国是可再生能源装机规模最大的国家,长三角也正着力推动风电等发展,其中江苏海上风电并网装机规模约占全国六成,这是长三角发展绿氢的重要基础。今年全国两会上,全国人大代表、复旦大学教授丁光宏建议上海加紧布局海洋制氢新赛道,一方面制成的氢气可运至陆地;另一方面海上制氢场也能变身“移动加氢站”,为以氢气为动力源的远洋货轮就地加氢。




责任编辑: 李颖

标签: 氢能产业规划 长三角

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