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推动中国氢能利用跨越式发展大有可为
更新于:2019年08月13日

  在氢能开发利用方面我国与日本、欧美等发达国家仍存在较大的差距。我国氢能开发利用技术等研发力量主要分布在经济相对发达的东南部地区,但这些地区制氢成本偏高,技术成果转化和产业化发展缓慢,反过来也影响了氢能技术进步;而我国西北部地区,氢作为煤化工等化工工业的副产品,大量富余,成本极低。现阶段,充分发挥我国东、西部组合优势,迎头赶超日本、欧美等发达国家,是推进我国氢能产业跨越式发展的现实途径。

  发展氢能源汽车是西北地区交通领域绿色发展的必然选择

  西北部地区化工企业较多,具有大量化工副产品——氢气。工业副产氢主要来源于焦化、氯碱等行业。我国是焦炭生产大国,2018年焦炭产量4.4亿吨,占全球焦炭产量近70%,其中西北部地区的山西、内蒙古西部、陕西、新疆、宁夏等地是我国重要的焦炭产地,2018年焦炭产量1.9亿吨。焦炭生产过程产生大量的焦炉煤气,焦炉煤气中约55%-60%是氢气,扣除用于焦炉加热的焦炉煤气,上述地区2018年焦炉煤气提纯制氢可制取氢气约228亿立方米。

  西北部地区的内蒙古、新疆、陕西、宁夏、山西等地还有很多氯碱化工产业,2018年烧碱产量785万吨,按副产氢放空率为30%,上述地区2018年氯碱行业副产氢制氢气潜力约6亿立方米。

  工业副产氢提纯制氢气是目前所有制氢方式中成本最低的,也是技术相对成熟的。我国西北部地区煤焦化工、氯碱化工规模大,大量工业副产氢资源富余,在氢资源方面具有日本、欧美等国家无可比拟的绝对优势。

  西北部地区风光资源丰富,弃风弃光电量就地制氢,近期可作为化工副产氢的补充,远期将成为氢能产业成熟后的主流氢气来源。西北部地区风、光等资源丰富,风电、光电波动性大,弃风弃光现象严重。截至2018年底,内蒙古、新疆、甘肃、山西、宁夏等地风电装机8126万千瓦,占全国总风电装机容量的45%;新疆、青海、内蒙古、山西、甘肃、宁夏等地太阳能发电装机5400万千瓦,占全国总太阳能发电装机的32%。西北部地区受新能源装机占比高、热电机组和自备电厂装机规模大、系统调峰压力较大、部分特高压通道的输电能力不足新能源外送受限等影响,弃风弃光现象非常严重。据统计,2018年新疆、甘肃和内蒙古等地区弃风弃光电量超过300亿千瓦时,占全国总弃风弃光电量比例超过90%,这些弃风弃光电量约可制取氢气54万吨。若利用弃风弃光电量水解制氢,不但可有效缓解西北部地区弃风弃光现象,近期还可作为工业副产氢提纯制氢的可靠补充,远期将成为氢能产业成熟后的主流氢气来源。

  近年来,我国电动汽车发展迅速,数量逐年增加,在一定程度上改善了城市汽车尾气造成的环境污染、降低了我国石油对外依赖程度。但电动汽车使用多集中在东南部地区;在西北部等寒冷地区,由于纯电动汽车在低温环境下存在续航里程大幅缩短、充电时间加长、动力性下降等问题,导致其推广应用困难。充分发挥氢能资源优势,发展氢能源汽车是西北部地区交通领域绿色发展的必然选择。

  东南部地区氢能产业链初步形成,但制氢成本偏高

  随着国产燃料电池膜电极等氢能源汽车关键部件在广州等东南部地区实现产业化,我国氢燃料电池制造、氢能源汽车制造产业链初步形成。2017—2018年,上海、广东、江苏等地方政府先后发布了氢能及氢能源汽车相关扶持政策。但由于氢气难以长距离运输,在东南部地区氢气主要从电解水获取,综合能源利用效率低,制氢成本高企,与日本、欧美国家氢能利用条件类似,没有比较优势。

  实现我国氢能源利用跨越式发展的现实途径

  在我国东南部地区,充分利用其业已形成的研发、制造基础和优势,鼓励发展氢燃料电池、氢能源汽车等研发和设备制造,形成完整、成熟的氢能相关设备制造产业链;同时,充分利用我国能源包括氢能的分布特点,在西北部地区,鼓励发展氢气加工、储存、运输、加注、使用技术,形成氢能使用的产业链。可以使东、西部地区的产业优势得到互补,降低氢能使用设施制造和制氢成本,刺激相关领域研发,实施有别于日本、欧美氢能研发驱动战略和使用端驱动战略,推动我国氢能利用实现跨越式发展。

  制定我国氢能利用由点到面的线路图

  在西北部地区副产氢的化工企业较为集中的山西省的太原、孝义、运城、晋中、长治、吕梁、临汾,内蒙古自治区的乌海、鄂尔多斯、阿拉善、包头、巴彦淖尔,新疆自治区的昌吉、伊犁、吐鲁番、哈密、阿克苏、克拉玛依和石河子,陕西省的渭南、宝鸡、延安、榆林,宁夏自治区的银川、石嘴山等地区,优选若干氢能源使用基础较好的城市,如山西太原、内蒙古乌海、陕西榆林等,开展氢能源汽车应用试点。鼓励试点城市首先在公交、市政、矿车等领域开展使用氢能源车。

  将试点城市获取的经验向周边城市推广,在西北部氢能富集的城市市内,发展使用氢能源汽车。

  由点到面,在具有氢能加注设施的城市间,推广市际、省际大巴车、物流车使用氢能源汽车,并逐步推广到公务及民用轿车,逐步形成氢能源汽车区域化发展格局。

  西北部地区在充分利用东部研发优势的基础上,利用西部劳动力、原料、能源等成本低的优势,逐步承接东部产业转移,在西北部地区发展氢能加工、储运、加注等设备制造产业,形成氢能使用端产业链。

  (作者单位:中国国际工程咨询有限公司)

(文章来源:中国经济时报)

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