7月26日,全国首条氢能源有轨电车在广东佛山正式上轨,首期项目全长约6.6公里,预计年内将开通试运营。资料显示,该车装有6个140L的储氢瓶,加注一次氢气可行驶100公里,续航里程高于普通的储能式有轨电车,全线无接触网运营,沿途无需修建充电站。公开信息显示,河北、湖北、湖南等省份也规划有氢燃料轨道电车项目,这是最近“氢能热”的一个缩影。近年来,可燃冰、地热能、氢能等新兴能源崭露头角,其中氢能更被认为是未来能源的发展方向。国际氢能委员会(HydrogenCouncil)预计,到2050年,氢能将创造3000万个工作岗位,减少60亿吨二氧化碳排放,创造2.5万亿美元产值,在全球能源中所占比重有望达到18%。
由于氢作为能源具有高效率、无污染等优越特性,以欧美日为代表的发达国家和地区,几十年前便开始对氢能应用场景进行研究。国发能研院、绿能智库资料显示,美日德等国家氢能发展均由政府部门或相关机构主导,政策自上而下对技术研发、基础设施、推广应用进行扶持,并鼓励龙头企业参与进来。由于氢气制取、提纯、运输等成本较高,且具有一定的危险性,应用场景从落地试点到商业推广常常需要几年甚至更长时间。目前我国发改委等部门还未出台国家级氢能发展规划,但各地方政府已经规划数千亿资金用于氢能发展,为避免在发展中走弯路,提高资金使用效率,亟需国家政策统筹安排,具体措施或可参考美日欧的发展经验。
美国:氢能起步早燃料电池车保有量全球第一
10月8日,美国迎来第一个“全国氢能与燃料电池日”,作为全球首个设立“氢能日”的国家,一直以来,美国对氢能产业非常重视,1990年,美国颁布了《1990年氢研究、开发及示范法案》,探索氢能从生产、提纯、运输等过程中的关键技术。1996年,美国通过《氢能前景法案》,研究氢能商业化的可能性;,美国参众两院通过《能源政策法案》,提出之前实现氢燃料电池和加氢设施商业化运行的目标;,时任美国总统奥巴马拨款63亿美元用于氢燃料电池及相关设施的研发和部署,并对氢能基础设施实行30%-50%的税收抵免。目前,美国公共加氢站超过40个,路上行驶的氢燃料电池车超过5000辆,燃料电池车保有量为世界第一。
50年来,美国能源部(DOE)主导了美国氢能产业的发展,建立了以能源部国家级实验室为主,大学、科研院所、企业为辅的科研体系,相关专利超过16000个,仅次于日本,居于全球第二。美国氢能产业链布局全面,在上、中、下游都涌现出了一批龙头企业,比如提供氢基础设施解决方案的AirProduct,1993年修建了旗下第一座加氢站;以叉车燃料电池为主的PlugPower,仅美国氢能叉车保有量就超过2万辆;其他还有生产固定式燃料电池的FuelCellEnerge、BloomEnerge等电池企业,以通用为代表的主机厂等。
日本:建设“氢能源社会”发展氢能上升为国策
长期以来,日本国内资源匮乏,能源对外依存度高,1973年便成立“氢能源协会”,以大学和科研机构为主,对氢能源进行研究。上世纪80-90年代,日本通产省(2001年改为经济产业省,职能相当于我国发改委、商务部、科技部)启动对燃料电池的开发;丰田、本田和日产着手研发氢能源汽车;三洋、松下、东芝等公司启动对家用固定式燃料电池电站的开发。2002年,日本氢能源及燃料电池示范项目(JHFC)开始建设,对燃料电池车和加氢站的实际应用展开研究。-,安倍政府发布《日本再复兴战略》、修订《能源基本计划》,提出建设“氢能源社会”,发展氢能上升为国策,氢能与电力和热能并列为核心二次能源,目标通过大力发展氢能源,真正实现能源安全及能源独立。
与美国的发展路径相似,日本政府和大企业主导了国内氢能产业发展:日本通产省(经济产业省)和日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)牵头进行氢能技术研究、给与产业补贴,丰田、日产、东芝等企业从应用端进行开发。,日本正式进入氢能源商业化应用时代,截至底,日本政府共计为家庭用燃料电池系统以及燃料电池补贴投入766.9亿日元(约合人民币49亿元)。
目前,日本企业在氢能源应用方面全球领先,丰田汽车Mirai为全球保有量最高的燃料电池车型,但实际上,氢能在日本更广泛的应用于家用固定电站中。日本家用热电联产系统(ENE-FARM),是一种燃料电池在家庭中高效利用的能源系统,它通过天然气重整制取氢气,再将氢气注入燃料电池中发电,同时用发电时产生的热能来供应暖气和热水,整体能源效率可达90%。ENE-FARM不受天气限制,可在任意时间发电;能将大型热力发电厂很难利用的废热有效的加以利用,从而大幅度的提高能源利用效率;此外,ENE-FARM安装在家里,不依赖现有电网,并可按需求并网使用,也可在大规模停电时应急使用,并且几乎没有输电损失。截至5月,ENE-FARM全球销量突破20万套,日本政府提出在2030年之前实现约530万套的销售目标,相当于日本十分之一的家庭使用ENE-FARM。
欧洲:到2050年1/4能源需求由氢能提供
欧洲是全球最早大规模发展可再生能源的地区,也是应对气候变化、节能减排行动最为积极的地区之一,氢能发展走在世界前例。欧盟委员会已宣布-2024年,将累计投入13.3亿欧元实施“燃料电池和氢能技术”联合计划,重点为氢能技术研发及试点项目建设。欧洲燃料电池和氢能联合组织(FCH-JU)在初发布的《欧洲氢能路线图》中预计,到2030年,部署氢能将为欧盟创造1300亿欧元的产业,出口潜力将达到700亿欧元,为欧洲创造约100万个就业岗位。到2050年,欧盟的氢气需求约为2250太瓦时,约占总能源需求的四分之一,发展氢能将产生显着的社会经济和环境效益,届时欧盟氢能产业将达到8200亿欧元,提供540万个就业岗位,氢能将减少欧盟约5.6亿吨碳排放。
作为欧洲制造业大国,德国是欧洲地区氢能源发展势头最猛的国家。效仿美国和日本的做法,德国政府成立了国家氢能与燃料电池技术组织(NOW),进行相关领域的技术研究工作。,德国政府、科研和教育机构、企业达成战略联盟,启动长达十年的重大项目“氢和燃料电池技术国家创新计划(NIP)”,累计投入约15亿欧元,并取得良好效果。据统计,-间获得NIP支持的公司销售额增加了3倍。,项目第二阶段(NIP2)启动,预计接下来的内,德国政府将继续补贴14亿欧元,用于氢能应用市场开拓、产业链基础设施建设。
德国加氢站分布
资料来源:NOW绿色代表已投入使用;蓝色为建设中
此外,成立产业联盟是德国氢能发展、实现商业化的推动力之一。液化空气集团、戴姆勒、林德集团、OMV、壳牌和道达尔等六家氢能产业的龙头企业结成了H2Mobility联盟,以社会产业资本的身份支持德国氢能产业发展。宝马则牵头成立了AutoStack-Industrie联盟,旨在为德国及欧洲其他燃料电池供应商提供技术经济支持,吸引了包括戴勒姆、大众、福特在内的众多企业加入。
9月17日,全球首两列氢动力列车于德国北部投入服务,一次充满氢气可运行1000公里。在成功运行第一趟列车后,制造商阿尔斯通计划在之前提供14台氢动力列车。除了氢动力列车,德国在发展氢能基础设施方面也不遗余力。截至底,德国拥有60座加氢站,仅次于日本。,全球共计新增48座加氢站投入运营,其中德国新增17个公共加氢站,为全球最多。
美国、日本、德国的经验表明,氢能产业的发展需要由政府牵头制定规划,核心企业主导产业的成长。对于我国产业现状而言,解决标准和“多头管理”的问题已成为氢能产业走向快速发展的必经之路。
来源:国发能研院、绿能智库
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