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我国氢能商业化发展路在何方?

能源发展网发布时间:2021-03-18 00:00:00

何广利 中国氢能联盟专家委员会委员,国家能源集团北京低碳清洁能源研究院氢能技术开发部经理、高级工程师

郭焦峰 国务院发展研究中心资源与环境政策研究所研究员

张福东 能源战略学者

朱德权 清华工业开发研究院副院长、滨化集团股份有限公司董事长

薛克鑫 上海中油申能氢能科技有限公司副经理

对于石油石化企业而言,可将哪种技术 路径作为突破口推动氢能发展?

张福东:氢能产业处于早期市场开拓阶段,资源供给驱动市场发展,市场消费拉动基础设施建设。以氢为代表的新能源发展主要受技术制约。建立以管线为载体、以氢传导为核心的能源互联网,是实现油气与新能源整合的重要技术创新。石油企业可利用庞大的加油站网点,加快布局加氢站终端建设,抢占市场先机。例如,实行加氢站和加油站联建模式,或者加氢、加油、加气和充电共建模式,可大幅节约成本。

何广利:传统化石燃料制氢存在碳排放的问题,所以从长远来看,要大力发展可再生能源制氢,但目前成本较高。为推动氢能源绿色发展,有以下路径可选择:一是提高传统化石原料制氢的能效、降低消耗,从而降低生产单位质量氢气所产生的碳排放。二是耦合可再生能源及传统的制氢方式,探索二氧化碳的利用途径,逐步实现绿氢替代。三是大力发展可再生能源,降低可再生能源发电成本,同时积极探索发电侧、电网侧、制氢侧的不同结合模式,降低综合制氢成本。

朱德权:在氢能产业发展初期,以工业副产氢为主的蓝氢由于成本低会占主要份额,但从长远来看,绿氢是主流。为降低绿氢制造成本,需要加大以水电解技术为核心的绿氢制造成套设备的研究和投资力度,通过研究提高水电解效率,解决关键技术并通过规模化生产来降低装备成本,从而降低绿氢制造成本。

郭焦峰:目前氢的制取方式主要有三种较为成熟的技术路线:一是以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢;二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢;三是通过电能分解水的电解水制氢。前两种制氢方法的优点是能量转化、制氢效率较高,技术成熟、成本较低;缺点是碳排放量高,气体杂质多、需要提纯。第三种方法的优点是产氢的杂质少,碳排放量低;缺点是能耗较高,能量转化效率较低,目前成本总体较高。国内传统石油石化企业具有石油炼化、天然气产业的明显优势,在有较好资源和利用场景的地区,可考虑利用井口气制氢。

如何统筹推进加氢站建设、培育燃料电池 汽车市场及完善运氢环节?

何广利:氢能车辆和加氢站的互相依存关系,导致了两者互为依托。参照国内外经验,两者解耦的可参考路径有:一是鼓励大型能源企业或者联合体企业适当超前布局加氢站,从而避免车等站的情况出现。二是结合燃料电池汽车技术和产业特点,科学选择应用场景,从而尽量提高加氢站的利用率。三是鼓励和支持加氢站装备、技术和零部件国产化技术开发。四是推动政策进一步完善。针对车用氢能需求,在符合危险化学品管理大原则的基础上,对氢能的管理制定区别化的政策和法规。

郭焦锋:一方面要健全加氢站和运氢等环节的行业标准体系和技术规范。包括制定加氢站和储氢罐技术规范和标准,完善氢能燃料电池全产业链的技术和检测标准;制定严格的标准和完善的管理程序;细化氢气的制备、储运、加注相关技术标准;明确气态运输、储气瓶组检测标准,加氢站安全、技术验收标准,液氢民用标准等。另一方面,开展高压气态、深冷气态、低温液态及固态等多种形式储运技术示范应用,探索建设氢燃料运输管道,逐步降低氢燃料储运成本;充分利用现有场地和设施,建设油、气、氢、电综合供给服务站。

张福东:建议石油公司依托管网和终端优势,在现有加油、加气站的基础上,大力发展和完善油、气、氢、电综合加注业务。把加气、加氢、充电与加油业务整合在一起共同发展,将油公司的加注站打造成中碳、低碳与无碳能源综合站。安全、高效储(运)氢技术是氢能实用化的关键,管道掺氢和液体有机储氢技术是实现分布式向长距离大规模能源转型升级的重要环节。

朱德权:氢能除供应链外,有三个应用产业链:第一是交通应用链,第二是工业原料和碳捕集应用链,第三是分布式能源应用链。在国内,交通应用链将成为率先成长的主力,氢燃料电池首先在商用车上应用,尤其是中远程重卡。欧盟将会成为工业原料和碳捕集链应用场景发生的主要市场。这两个产业链的成长,会推动氢燃料电池成本和氢供应链成本下降,进而推动分布式能源发展。氢能产业发展初期重要的是运输。我认为,在储运方式方面,中距离是高压气态氢为主,中长距离液态氢是主流方向。从中远期看,管道输送是主流。

石油企业如何把握氢能发展机遇,实现自身的高质量发展?

郭焦锋:在上游制氢环节,因地制宜开展石油炼化副产氢生产及其提纯,利用油田土地资源优势,在有条件的地区推进可再生能源制氢。在中游储运环节,充分利用运输主干道的区域高速公路,发挥加油网络优势,统筹布局、逐步建设加氢站网络。在下游用氢环节,探索提供油、气、氢、电综合供给服务,注重推动工业园区、特色小镇构建氢能产业链。

张福东:石油企业应尽快将推进氢能产业转型发展融入实现碳达峰、碳中和的目标中来,加快推进氢能等清洁能源和碳捕获(CCUS)等脱碳技术创新及产业化发展。压缩空气储能技术是第二大储能技术,油公司应该利用储气库建设和运行技术及资源优势,同风能、太阳能发电技术结合,将可再生能源进行储存,也可将电能转化为氢能,实现对天然气资源的补充。

何广利:一是大力发展新能源,实现新能源与传统能源的耦合与融合,降低碳排放。二是利用传统油气开采、运输、利用的优势和经验,积极探索更高效的氢气生产、运输技术,并尝试氢气运输与传统油运输、气运输的结合及优化供应。三是加大对氢能技术开发的投入力度,推动氢能自主化技术进步并实现替代。四是积极探索各种形式的混建站技术和示范,开发具有针对性的安全技术,在有限空间内实现多种能源供给。

薛克鑫:石油企业可以延伸到氢燃料汽车生产的产业链中,充分发挥油田、建筑屋顶风能、太阳能等资源。着重考虑以下关键技术布局:一是低碳制氢和可再生能源制氢技术及相关装备的研发、制造。二是氢气固态、有机液态及低温液氢储运技术的引进与本土化装备生产。

来源:中国石油报

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