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近日，內蒙古自治區能源局發布《關于開展2021年度風光制氫一體化示范的通知》，選定2021年太陽能制氫示范項目7個,新能源發電221.95萬千瓦，電解水制氫6.69萬噸/年。同時，在近期多省發布的“十四五”規劃中，制氫成為重點領域，地方政府越來越重視綠色氫能源的生產。
作為實現碳達峰和碳中和目標的重要起點，綠色氫越來越受到青睞。“雖然可再生能源制氫仍處于探索階段，從技術和經濟上來看，距離大規模推廣還很遙遠，但業界已經看到了前景。”國家發改委能源研究所副研究員劉堅接受采訪表示，在“碳中和”的目標下，如果可再生能源制氫成本能大幅降低，未來需求量會很大。
綠色氫革命正當時
作為解決風電、光伏等可再生能源間歇性和波動性問題，推動多領域深度脫碳的重要途徑，國內對綠色氫產業的探索正在加速推進。劉堅說：“過去，氫能產業主要在燃料電池汽車領域受到關注，但現在許多地方政府開始更加關注制氫，并作出了部署綠色氫的決策，這是一個大改變。”
在劉堅看來，內蒙古“風能太陽能一體化制氫示范工程”要求電網企業采購新能源發電量不超過項目總發電量的20%，表明制氫不再只是消納棄風棄光輔助手段。相反，新能源發電可以優先用于制氫，他介紹，在中國，很多地方和企業都在探索可再生能源制氫，如河北省張家口市白城風電制氫、寧夏寧東光伏制氫等，已經有很好的嘗試，其中寧東基地的可再生能源制氫在當地政府和眾多央企的培育下，已占據世界領先地位。
記者了解到，在寧夏寧東基地，國家電投集團寧東可再生能源制氫示范項目于2020年9月開工建設，該制氫項目于2021年6月完成首次系統試運行，年制氫能力536噸；支持建設10MW光伏發電項目作為制氫動力源，年均發電量1900萬千瓦時，滿足部分制氫電力，該項目利用分布式光伏和自備電站的互補電力作為配套動力源制氫，鎖定精細化工企業用氫作為市場保障，培育穩定綠色氫供應的氫市場。
除了地方和中央國企的進入，一些可再生能源民營企業也在加速進入制氫行業。其中，光伏龍頭企業隆基股份和陽光電源在氫能行業“一馬當先”。“2020年至2030年，我國將迎來大規模光伏、風電建設高峰，必然帶來電網消納問題。”陽光電源副總裁、氫能事業部總裁程程告訴記者，未來大規模棄用風能和太陽能，用于現場制氫，然后通過氫能儲運網絡進入電網調峰和豐富的氫能應用場景，解決可再生能源消納問題。
程程指出，在國家“雙碳”、“雙高”政策下，2021年國內可再生能源制氫將快速增長，目前已有超過三分之一的央企涉足氫能，國內綠色氫市場前景廣闊。他說：“碳達峰和碳中和目標的提出，無疑將有助于綠色氫能的發展。我們預測，綠色氫將在近五年率先應用于供熱和重卡行業，到2030年，綠色氫的成本會更低，與灰氫相比，2035年后，綠氫將成為工業和交通領域大規模推廣應用的極具競爭力的能源。”
降本增效是關鍵
雖然從長遠來看，綠色氫的規模化發展已成為必然趨勢，但目前可再生能源制氫仍處于發展初期，其成本和競爭力是亟待關注的焦點未來，尤其是高消費，電力成本成為目前水電解制氫難以與“灰氫”競爭的主要弱點，隆基氫能科技有限公司副總經理王英歌告訴記者，目前國內可再生能源制氫還處于試點探索階段，主要是因為中央企業和地方政府正在推進一些示范項目，大規模的可再生氫生產仍然相對較少。
據國家電投公司寧夏能源鋁業公司（“寧夏能源鋁業”）相關負責人介紹，目前我國95%以上的制氫主要依賴化石資源，主要是由于制氫技術成熟化石資源的加工過程和原材料的價格相對較低，電解水制氫僅占2%-4%，可再生能源制氫則更為罕見。
該負責人表示，可再生能源制氫競爭力較差的原因是國內提案提出時間較短，對該技術的研究較少，可再生能源受環境影響較大，導致輸出功率波動大，功率輸出斷斷續續，很難單獨大規模應用，目前的太陽能工業化制氫、風能制氫、生物質氣化制氫在經濟上都不盡如人意。他還介紹，寧夏能源鋁業目前正在利用上述寧東可再生能源制氫項目，進一步總結光伏制氫耦合系統關鍵技術，研究提高可再生能源制氫效率的途徑，構建高效、高可靠性為后期，為大型光伏耦合系統-儲-運-氫一體化系統奠定基礎。
同時，一些民營企業也在根據自身經驗著力降低制氫成本，王英歌表示，隆基將電解水設備制造作為重點發展方向，致力于降低可再生能源制氫成本。“要降低可再生能源制氫成本，核心是降低設備的整體功耗，”他說。目前，綠色氫的最終成本主要取決于電價和耗電量，設備制造成本的影響相對較小。“過去十年，裝備制造成本下降了60%以上，未來隨著規模化制氫的發展，還會進一步降低。”
在王英歌看來，要推動綠色氫能的發展，上游可再生能源發電要不斷降低成本。“十四五”期間，光伏發電成本將下降到0.1-0.2元區間，制氫成本可大幅降低。將能夠與天然氣競爭制氫。同時，他也認為，在制氫設備領域，要不斷降低綜合電耗。目前，與理論值相比，設備綜合功耗還有很大的下降空間。
協調發展有待提高
目前，雖然一些地方政府已經開始帶頭推動可再生能源制氫發展，但從長遠來看，產業鏈上下游的協調發展需要從“國家棋局”考慮，加強頂層設計。劉堅認為，西北地區風、光資源豐富，具有發展可再生能源制氫的先天優勢。但由于燃料電池汽車的發展空間較小，氫在工業領域的使用將是一個重要的應用場景，推進長輸管道氫氣運輸等線路，促進區域協調。
對此，王英歌也表示，在目前儲運成本居高不下的形勢下，有必要在需求側建設綠色氫基地。例如，鄂爾多斯是主要的煤化工基地之一，而包頭則是鋼鐵工業，大量的氫氣需求可以通過工業應用來吸收，例如氫氣冶煉。同時，對于未來的應用場景，為加強“國棋博弈”，需要探索液氫等儲運方式。
王英歌表示，國家層面需要做一些規劃和引導，推動跨區域儲運，比如山東是未來的主要應用市場，但是氫氣的來源是個大問題，需要跨區域儲運，液氫是發展趨勢。他還強調，氫能產業鏈必須“淘汰”，比如液態氫的儲運，比如鋼鐵行業的氫氣冶煉，鼓勵降低成本，同時加氫站的技術也迫切需要消除瓶頸。
在程程看來，目前國內氫能的發展正進入示范階段，距離市場化還有一段距離。這與氫能產業規模小、上下游技術水平、各地區資源不平衡有關。如果不能滲透到整個產業鏈的協同發展，氫能很難進入市場。他指出，要統籌制氫、儲氫、用氫協調發展，加強氫能基礎設施建設，豐富氫能應用場景，帶動規模化發展、產業鏈市場化發展。
“目前，國家已將危險化學品制氫列入能源范疇，關注程度前所未有。”程程說。“該規劃在推動氫能發展方面也給出了很好的思路和政策，頂層設計得到了快速的提升。我們希望在項目實施的時候，政府能夠引導和協調產業鏈的資源，實現地方氫能產業有序高效協調發展。
寧夏能源鋁業相關負責人表示，未來要進一步發揮城市集群效應，各城市要重點發展不同的氫能產業，形成從零部件生產到裝備組裝的區域產業效應，促進氫能產業健康發展。在氫能生產、經營、使用等方面也應形成區域協同，發揮區域優勢，形成氫能區域協同和氫能產業鏈城市群的雙協同鏈，實現“全國一盤棋”。
