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        我國綠氫供應體系建設思考與建議

        2023-02-13 10:48:13 中國工程院院刊   作者: 杜忠明 鄭津洋  

        氫氣具有原料、燃料雙重屬性,來(lái)源豐富、用途廣泛。在碳中和戰略目標引領(lǐng)下,我國能源生產(chǎn)消費方式逐漸轉向綠色低碳,將推動(dòng)氫能供應體系逐步以綠氫為基礎進(jìn)行重塑。綠氫作為新能源供給消納體系的重要組成部分,進(jìn)一步加強供應體系建設將有助于能源生產(chǎn)消費方式變革。

        中國工程院鄭津洋院士研究團隊在中國工程院院刊《中國工程科學(xué)》2022年第6期發(fā)表《我國綠氫供應體系建設思考與建議》一文。文章在闡述綠氫供應體系建設必要性的基礎上,剖析了綠氫供應體系建設面臨的挑戰,如綠氫資源與需求空間分布不匹配、綠氫生產(chǎn)與消費時(shí)間特性不匹配、現有體制機制及標準與綠氫供應體系不匹配;凝練了強化氫儲運關(guān)鍵基礎問(wèn)題研究、加快氫儲運技術(shù)裝備攻關(guān)、提升氫儲運裝備安全檢測技術(shù)水平等重點(diǎn)研究方向,力求以氫儲運環(huán)節的高質(zhì)量發(fā)展支撐綠氫供應體系建設。文章研究提出,采用氫電融合發(fā)展的系統性思維,統籌構建我國綠氫供應體系;氫儲運是連接上游電解水制氫、下游氫消納應用的關(guān)鍵環(huán)節,在調節綠氫供需時(shí)空錯配、實(shí)現綠氫靈活供應方面發(fā)揮重要作用。文章建議,注重頂層設計、統籌規劃布局,建設基礎設施、化解時(shí)空錯配矛盾,開(kāi)展試點(diǎn)示范、驅動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新,完善體制機制、營(yíng)造發(fā)展環(huán)境,以此促進(jìn)綠氫供應體系高質(zhì)量建設。

        一、前言

        在碳中和戰略目標引領(lǐng)下,能源生產(chǎn)消費體系綠色低碳轉型進(jìn)程加速。氫氣具有原料、燃料雙重屬性,來(lái)源豐富、用途廣泛?!稓淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》明確了氫的能源屬性,將氫能確定為用能終端實(shí)現綠色低碳轉型的重要載體。工業(yè)、交通等終端用能領(lǐng)域在能源消費轉型過(guò)程中,對氫能的需求將會(huì )顯著(zhù)增長(cháng)。

        氫氣制取技術(shù)路線(xiàn)主要有 4 種:基于煤炭、天然氣的化石能源制氫;基于焦爐煤氣、氯堿尾氣等工業(yè)副產(chǎn)氣分離提純制氫;基于新能源、可再生能源的電解水制氫;新型制氫技術(shù),如太陽(yáng)能光解水制氫、熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫等。利用可再生能源生產(chǎn)的綠氫可規模性地替代化石能源制氫,將有效降低能源生產(chǎn)消費伴生的碳排放。近年來(lái),能源行業(yè)積極探索綠氫應用,包括新能源電解水制氫、制氫 / 加氫一體站、燃料電池熱電聯(lián)供綜合能源系統等在內的氫能示范工程項目正在實(shí)施;新型高效電解催化劑、燃料電池熱電聯(lián)供系統優(yōu)化等成為技術(shù)研究熱點(diǎn)。也要注意到,現有的綠氫大規模推廣應用研究多著(zhù)眼于氫氣制取、氫能利用等單一環(huán)節,忽略了系統化綠氫供應體系建設短板對綠氫替代的掣肘。

        本文從綠氫供應體系建設的角度出發(fā),闡述發(fā)展必要性,剖析面臨的挑戰;在辨識氫儲運環(huán)節重點(diǎn)研究方向的基礎上提出針對性發(fā)展建議,以期為推進(jìn)綠氫供應體系建設提供技術(shù)參照和管理啟示。值得說(shuō)明的是,在綠氫作為新生力量加入能源行業(yè)的發(fā)展初期,有必要統籌規劃氫能生產(chǎn)供應體系,促進(jìn)綠氫加快融入新型能源體系,支撐國家構建新發(fā)展格局。

        二、綠氫供應體系建設的發(fā)展態(tài)勢與價(jià)值

        (一)氫能供應體系將逐步以綠氫為基礎進(jìn)行重塑

        2020年,我國氫氣產(chǎn)能約為4.1×107t,產(chǎn)量約為3.342×107t,其中化石能源制氫占比為78%,工業(yè)副產(chǎn)氫占比為21%,而綠氫在氫能供應結構中占比可以忽略(電解水制氫占比僅為1%)。在消費側,氫氣主要作為原料用于化工(如合成甲醇、合成氨)、煉油等工業(yè)領(lǐng)域(見(jiàn)圖1)。

        著(zhù)眼中長(cháng)期,預計2060年我國氫氣需求量超過(guò)1×108t,氫能占終端能源消費的比重約為20%,主要作為原料、燃料應用于工業(yè)和交通領(lǐng)域(分別占需求總量的60%、30%,見(jiàn)圖1)。在碳中和情景下,若基于目前以化石能源制氫為主體的氫能供應體系,氫氣生產(chǎn)的碳排放量預計為1×109t/a,遠高于碳匯所能中和的碳排放量。因此,在推動(dòng)實(shí)現碳中和目標的過(guò)程中,氫能供應體系需逐步以綠氫為基礎進(jìn)行重塑,輔以加裝碳捕集裝置的化石能源制氫方式,才能改變氫能生產(chǎn)側的高碳格局。預計在碳中和情景下,氫能生產(chǎn)側的綠氫產(chǎn)量為1×108t/a,在全部氫能中的占比超過(guò)80%。綠氫生產(chǎn)總量和占比均逐步提升,在推動(dòng)氫能供應體系變革的同時(shí),為氫能在能源電力轉型中發(fā)揮更大價(jià)值創(chuàng )造了條件。

        (二)綠氫將是新能源供給消納體系的重要組成部分

        根據我國當前的風(fēng)能、太陽(yáng)能資源稟賦進(jìn)行測算,風(fēng)電、光伏發(fā)電的技術(shù)可開(kāi)發(fā)規模超過(guò)1.3×1010kW。綜合考慮氫能供應體系低碳化、技術(shù)成熟度、與現代能源體系契合度等因素可以認為,采用風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源的電力進(jìn)行電解水制氫,是最有可能規?;l(fā)展的綠氫制備途徑,將逐步成為氫能供應的主要來(lái)源。

        以2060年綠氫需求量計算,新能源發(fā)電裝機容量、發(fā)電量分別超過(guò)2×109kW、5×1012kW·h,在總發(fā)電裝機容量、發(fā)電量中的占比分別超過(guò)25%、20%。而根據中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )的統計數據,有色金屬冶煉是我國目前用電量占比最高的行業(yè),2021年占全社會(huì )用電量的比重僅為8.4%。因此,在碳中和情景下,綠電制氫很可能超越金屬冶煉等高耗能工業(yè),成為新型電力系統中最大的單一用電負荷。

        在中長(cháng)期開(kāi)展大規模綠電制氫,將綠氫作為新能源電力的重要轉換形式,推動(dòng)氫電融合并實(shí)現綠電和綠氫的靈活高效轉化,主要有三方面價(jià)值。

        ① 發(fā)揮氫能連接新能源、終端用能的耦合作用,將新能源電力轉化為物質(zhì)形態(tài),豐富新能源消納途徑;促進(jìn)更高比例的新能源應用,滿(mǎn)足下游大規模用氫需求,減少交通等領(lǐng)域對油氣的需求,降低油氣對外依存度。

        ② 發(fā)揮氫能長(cháng)時(shí)儲能優(yōu)勢,解決新能源出力和負荷需求存在的長(cháng)周期、季節性電量不匹配問(wèn)題;通過(guò)氫能發(fā)電為電網(wǎng)提供容量支撐,提升新型電力系統的韌性,改善綠色電力安全可靠供應水平。

        ③ 綠電制氫過(guò)程中產(chǎn)生的綠氧,可滿(mǎn)足冶金、化工、機械制造等行業(yè)的用氧需求。

        三、我國綠氫供應體系建設面臨的挑戰分析

        (一)綠氫資源與需求的空間分布不匹配

        整體來(lái)看,用于制備綠氫的新能源資源、綠氫消費需求呈現逆向分布的基本特征。在綠氫生產(chǎn)側,大型風(fēng)光電基地集中在西北和北部地區的內蒙古、甘肅、青海、新疆、陜西等省份,海上風(fēng)電基地主要分布在東南沿海地區。在綠氫消費側,關(guān)于化工用氫分布,現代煤化工基地規劃布局呈現近煤炭資源的區位特征,以西北能源“金三角”地區為核心、新疆和山西等省份為補充;石油化工規劃布局以七大石化產(chǎn)業(yè)基地建設為重點(diǎn),全部位于在東部沿海地區。根據各省份“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃,交通領(lǐng)域氫能應用布局以北京、上海、廣東、河南、河北五大燃料電池汽車(chē)示范應用城市群(以及“以點(diǎn)帶面”拓展形成的產(chǎn)業(yè)區域)為主,同樣集中在中東部地區。

        以氫電融合的形式,統籌規?;旊姾洼敋渚W(wǎng)絡(luò )布局,是破解新能源資源、用氫負荷需求空間錯配的關(guān)鍵舉措??紤]終端用氫形式,在局部輸氫基礎設施建設的基礎上,與特高壓輸電結合,共同構建氫電供應網(wǎng)絡(luò )體系;積極利用西北地區的風(fēng)光資源,發(fā)揮大電源、大電網(wǎng)優(yōu)勢,推動(dòng)綠氫供需在空間上的綠色集約、互聯(lián)互通。

        面向“十四五”時(shí)期及中長(cháng)期,西北地區大型風(fēng)光電基地的新能源將主要通過(guò)特高壓輸電實(shí)現遠距離外送中東部地區消納;全國大電源、大電網(wǎng)結構將進(jìn)一步優(yōu)化和補強,制氫所需電量可部分采用輸電方式傳輸至中東部地區的負荷中心,實(shí)現就地制氫、就地消納。此外,西北地區水資源相對匱乏,大型風(fēng)光電基地集中的內蒙古、甘肅、青海、新疆、陜西等省份的水資源總量不到全國的10%,采用大規模輸電方式不會(huì )因集中式制氫而加重當地的缺水問(wèn)題。需要指出的是,截至2021年已投運的32個(gè)特高壓工程,跨省跨區年輸送電量約為2.4×1012kW·h;若碳中和情景下制氫所需的5×1012kW·h電量全部采用輸電方式傳輸,則特高壓輸電線(xiàn)路需成倍增加;鑒于當前特高壓工程站址、線(xiàn)路走廊趨于緊張的現狀,采用大規模輸電方式需結合特高壓網(wǎng)架規劃及線(xiàn)路的外送能力實(shí)施。

        當受端是規?;€定用氫需求,而送端具備大規模綠電制氫的新能源資源及水資源等條件時(shí),可在異地制取綠氫后通過(guò)“點(diǎn)對點(diǎn)”、規?;儦浠驌綒溥\輸到下游用氫環(huán)節。純氫輸送適合大規模穩定用氫、對氫氣純度要求較高的工業(yè)用戶(hù),純氫輸送管道本身具備一定的儲氫功能,但當前的純氫輸送成本相對較高。天然氣摻氫利用經(jīng)適當改造的已有天然氣管道輸送,結合中長(cháng)期天然氣管網(wǎng)規劃布局實(shí)施,更適合下游可直接采用摻氫天然氣的用戶(hù)。

        (二)綠氫生產(chǎn)與消費的時(shí)間特性不匹配

        新能源資源波動(dòng)性對制氫波動(dòng)性的傳導、下游連續穩定用氫需求,二者存在時(shí)間錯配問(wèn)題。不同種類(lèi)制氫設備的技術(shù)特點(diǎn)有差別,如堿性電解水制氫裝置的負載上限可達120%,質(zhì)子交換膜電解水制氫裝置的負載區間為20%~150%。在上游制氫端,制氫設備為了適應新能源發(fā)電的間歇性和波動(dòng)性,僅從綠氫生產(chǎn)側出發(fā)難以保證規?;?、連續穩定的氫能供應。在下游用氫端,化工、交通等重點(diǎn)領(lǐng)域在中長(cháng)期逐步實(shí)現綠氫替代后,應用場(chǎng)景需要氫能的連續穩定供應。例如,對于煤化工領(lǐng)域3×105t/a合成氨項目,設計年運行時(shí)間一般在7000 h以上,從運行安全、設備壽命、經(jīng)濟性出發(fā),需要氫能供應滿(mǎn)足不間斷生產(chǎn)的要求;在交通領(lǐng)域,重點(diǎn)城市群的燃料電池汽車(chē)規?;l(fā)展后,同樣需要依托加氫站建設可靠的供氫網(wǎng)絡(luò ),保證氫氣的連續穩定供應。此外,隨著(zhù)氫能在發(fā)電、供暖等領(lǐng)域的推廣應用,氫氣需求將受到季節用能峰谷特性的影響。

        為了調節綠氫供需的時(shí)間錯配,需統籌規劃儲氫基礎設施,將之作為連接上游新能源波動(dòng)性發(fā)電制氫、下游連續穩定用氫需求之間的緩沖器;在新能源發(fā)電的高峰時(shí)段,用余電制氫以充分發(fā)揮氫能的長(cháng)時(shí)儲能優(yōu)勢,實(shí)現上游制氫、下游用氫的解耦。值得指出的是,相比于電儲能,氫儲能可將上游新能源資源轉化為氫能進(jìn)行存儲,釋能階段輸出的二次能源品種更為靈活,更有利于支撐終端用能的多元化穩定用氫:直接對下游的化工和交通用戶(hù)進(jìn)行規?;?、連續穩定供氫,或與電儲能一樣將氫能再轉化為電能輸出,甚至基于氫能供熱或熱電聯(lián)產(chǎn)來(lái)滿(mǎn)足下游用戶(hù)供暖需求;將棄風(fēng)棄光轉化為氫能并進(jìn)行跨季節存儲,在降低制氫成本的同時(shí),增強新能源供給適應下游用能需求季節性波動(dòng)的能力。

        (三)現有體制機制及標準與綠氫供應體系不匹配

        現階段的氫能供應以化石能源制氫為主,將氫氣作為原料就地應用于化工、煉油行業(yè),氫氣按易燃易爆危險化學(xué)品進(jìn)行管控。雖然《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》明確了氫能在能源體系中的定位,但將氫氣作為能源產(chǎn)品,針對可再生能源電解水制氫、規?;瘹鋬\等的產(chǎn)業(yè)垂直管理與安全監管體系有待建設,產(chǎn)業(yè)規劃、安全管理等方面的主管機構沒(méi)有明確歸口,跨部門(mén)協(xié)調、跨領(lǐng)域協(xié)作機制亟待完善。隨著(zhù)綠氫供應全產(chǎn)業(yè)鏈、各環(huán)節逐步從試點(diǎn)示范轉入推廣應用,有關(guān)體制機制與產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際不匹配的短板逐步顯現。

        現行的氫能標準體系主要針對燃料電池和交通領(lǐng)域應用,綠氫供應相關(guān)的標準規范制定滯后于行業(yè)發(fā)展,缺乏工程數據和實(shí)踐案例支撐,不協(xié)調、不配套的現象較為突出。目前,在綠氫供應中的制氫、氫儲運等環(huán)節,統一的技術(shù)導則、行業(yè)約束標準缺失,而不同企業(yè)的電解水制氫、電氫系統集成、管道輸氫等項目差異性較大(如設計技術(shù)水平、性能指標、項目驗收、運行維護、服務(wù)條款),對比基準不統一等問(wèn)題嚴重,制約了行業(yè)的規范化發(fā)展。需要說(shuō)明的是,綠氫供應體系涉及電能和氫能的接口與耦合,不同于現有標準體系中按照產(chǎn)業(yè)鏈條進(jìn)行劃分的模式;需基于氫氣的能源屬性,系統研究氫電融合相關(guān)的標準體系框架,以此保障綠氫供應體系建設需求,切實(shí)發(fā)揮標準對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用。

        四、以氫儲運環(huán)節的高質(zhì)量發(fā)展支撐綠氫供應體系建設

        綠氫供應體系建設面臨的主要技術(shù)挑戰包括:規?;?、高效率電解水制氫技術(shù),氫電耦合智能調控技術(shù),高安全性、低成本、大規模的氫儲運技術(shù)。電解水制氫技術(shù)在我國發(fā)展時(shí)間較長(cháng),產(chǎn)業(yè)界關(guān)注度高,國產(chǎn)堿性電解槽單機制氫量超過(guò)1000 m3/h并實(shí)現出口,未來(lái)研究圍繞提高電流密度、降低直流電耗以增強制氫能力等方面展開(kāi);電解槽優(yōu)化與氫電融合智能調控策略的聯(lián)合攻關(guān),也是領(lǐng)域技術(shù)的研究重點(diǎn)。

        氫儲運承擔著(zhù)連接上游電解水制氫、下游消納用氫的關(guān)鍵角色,是調節綠氫供需時(shí)空錯配、提升綠氫靈活供應水平的重要保障;相應發(fā)展事關(guān)氫儲運環(huán)節安全、儲運成本降低,成為提升綠氫供應產(chǎn)業(yè)競爭力的核心環(huán)節。大規模氫儲運技術(shù)研究在我國起步較晚,技術(shù)儲備、示范應用較為薄弱,運行數據和經(jīng)驗積累偏少,規范標準體系不健全;雖然我國氫氣產(chǎn)量居世界首位,但氫氣用戶(hù)集中在石油、化工等傳統領(lǐng)域,氫氣生產(chǎn)和消耗在區位上通常相鄰,不涉及大規模、長(cháng)距離輸送問(wèn)題。因此,氫儲運是我國氫產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的短板和弱項,成為氫電融合發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn);加快氫儲運關(guān)鍵技術(shù)裝備的研制和產(chǎn)業(yè)化,促進(jìn)綠氫應用成本降低并推動(dòng)綠氫產(chǎn)業(yè)化應用,以此支撐綠氫供應體系建設。

        (一)強化氫儲運關(guān)鍵基礎問(wèn)題研究

        氫氣的質(zhì)量能量密度高(約120 MJ/kg),但標況下的體積能量密度低(約10.8 MJ/m3),降低溫度、提高壓力是實(shí)現氫能高效儲運的主要方式。氫儲運分為高壓氣氫、深冷液氫、固態(tài)儲氫、有機液體儲氫、液氨、甲醇等形式。

        長(cháng)期在深冷、高壓、臨氫條件下運行的氫儲運裝備,其服役性能、損傷及劣化規律相比與常規氣體儲存裝備差異明顯。揭示材料在深冷、高壓、臨氫條件下的性能演化規律與損傷機理,調控服役環(huán)境下材料性能,提出創(chuàng )新性的氫儲運裝備設計理念與方法,是開(kāi)發(fā)高性能低成本抗氫材料、保障氫儲運裝備長(cháng)壽命及安全可靠服役的重要基礎。

        ① 提升氫儲運裝備材料在極端服役條件下(如-253 ℃液氫、30 MPa以上高壓氫氣)的基礎性能測試與評價(jià)能力,支持氫儲運裝備相關(guān)的新材料開(kāi)發(fā)、零部件測試與產(chǎn)品認證。

        ② 對于金屬儲氫容器與輸氫管道,探明氫侵入金屬內部的機制及其對材料氫損傷行為的影響規律;對于復合材料輕量化儲氫容器與柔性輸氫管道,研究氫氣環(huán)境下聚乙烯、尼龍、橡膠等非金屬材料微觀(guān)組織及力學(xué)性能演化機制,探明材料、應力與高壓氫耦合作用下非金屬材料的氫鼓包、溶脹等損傷規律及調控方法,為氫儲運裝備選材、設計、制造、維護提供依據。

        (二)加快氫儲運技術(shù)裝備攻關(guān)

        氫氣的規?;瘍Υ嬷饕懈邏簹鈶B(tài)儲氫、深冷液態(tài)儲氫,規?;妮斶\方式主要是長(cháng)管拖車(chē)輸氫、管道輸氫、將氫轉化為氨再進(jìn)行輸送。在高壓氣態(tài)儲氫裝備方向,實(shí)現了固定式儲氫高壓容器的自主可控,獨創(chuàng )的鋼帶錯繞式全多層儲氫高壓容器技術(shù)水平領(lǐng)先;著(zhù)眼氫能輸送規模的快速增長(cháng),研制地下儲氫庫等超大型儲氫裝備,開(kāi)發(fā)高性能、低成本的抗氫材料,以有效降低裝備成本并提高應用經(jīng)濟性。在深冷液態(tài)儲氫裝備領(lǐng)域,形成了噸級 / 天的氫液化能力,氫液化、儲存、轉運的產(chǎn)業(yè)鏈;但大規模、高效率的氫液化裝備與技術(shù)仍是薄弱環(huán)節,液氫泵、加注槍、密封件等核心零部件與材料技術(shù)面臨“卡脖子”風(fēng)險,需加快研制并擴大應用規模。

        在氫氣規?;斶\裝備方向,國產(chǎn)長(cháng)管拖車(chē)輸氫已具規模,在短距離、500 kg級氫氣輸運方面發(fā)揮了積極作用;但輸運效率較低、能耗大,需盡快攻克30 MPa以上輕量化長(cháng)管拖車(chē)輸氫技術(shù)。管道輸氫是實(shí)現氫氣大規模、長(cháng)距離、安全經(jīng)濟輸運的主要方式。在高壓力、大直徑、長(cháng)距離的金屬輸氫管道方向,國產(chǎn)鋼管在管材與氫氣(或摻氫天然氣)相容性、高強度抗氫性能等方面存在短板;具備耐氫性能的壓力表、安全閥、大流量壓縮機等關(guān)鍵零部件未能實(shí)現國產(chǎn)化,部件的可靠性、使用壽命、密封性亟需提升。而在中低壓的非金屬輸氫管道方面,國內外均處于起步階段;國內企業(yè)擁有柔性非金屬管道知識產(chǎn)權,需加快推進(jìn)柔性輸氫管道方面的標準制定、設計制造、應用示范。

        (三)提升氫儲運裝備安全檢測技術(shù)水平

        氫儲運裝備在制造和服役過(guò)程中不可避免地存在缺陷或產(chǎn)生損傷,可能在載荷與環(huán)境共同作用下失效。氫氣易泄漏、高壓密封難,侵入傳感材料后導致檢測信號漂移,加大高壓氫環(huán)境下檢測傳感的難度。國產(chǎn)氫儲運裝備的質(zhì)量和技術(shù)水平不適應氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需要,需攻克超高壓、極低溫氫能裝備安全檢測評價(jià)技術(shù),建立檢驗檢測、技術(shù)實(shí)證等平臺;發(fā)展氫儲運裝備的缺陷分類(lèi)方法,分析在高壓、深冷、臨氫環(huán)境下的缺陷演化規律,探明缺陷演化對裝備服役性能及失效的影響機制。

        開(kāi)發(fā)氫儲運裝備的在線(xiàn)檢測與監測技術(shù),對氫儲運裝備制造、服役過(guò)程中的典型缺陷和損傷進(jìn)行檢測與識別,針對結構健康狀態(tài)進(jìn)行診斷評估。改進(jìn)大容量復合材料高壓儲氫容器制造缺陷的無(wú)損檢測、低溫絕熱液氫儲氫容器的絕熱性能喪失與氫氣泄漏快速監測、輸氫管道泄漏檢測及監測、缺陷在線(xiàn)檢測、結構健康狀態(tài)診斷等技術(shù),完善氫儲運裝備安全檢測、監測技術(shù)等標準。運用信息技術(shù)和設備參數實(shí)時(shí)監測數據,增強設備運行狀態(tài)分析能力。開(kāi)發(fā)氫能裝備和應用終端的風(fēng)險狀態(tài)評價(jià)與預警工具,形成氫能裝備的性能檢測、試驗方法、標準規范、基礎設施,發(fā)展“材料+部件+裝備+系統”的全鏈條檢測與評估體系。

        五、有關(guān)綠氫供應體系建設的發(fā)展建議

        以綠氫為基礎重塑氫能供應體系,不是單一考慮加快發(fā)展上游的新能源電解水制氫并逐步替代化石能源制氫,而是統籌綠氫上 / 下游規?;┬韬蛢\網(wǎng)絡(luò )布局,以系統性思維推動(dòng)氫電融合發(fā)展、調節綠氫供需時(shí)空錯配。

        (一)注重頂層設計,統籌規劃布局

        綠氫供應體系建設是系統工程,應協(xié)同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上“制、儲、輸、用”各環(huán)節,與新型電力系統建設進(jìn)程相協(xié)調。建議采用氫電融合發(fā)展的系統性思維,開(kāi)展綠氫供應體系頂層設計;統籌全產(chǎn)業(yè)鏈的中長(cháng)期規劃布局,集中式與分布式并舉,大規模、長(cháng)距離儲運與就地消納利用結合,確保整體資源的優(yōu)化配置。發(fā)揮綠氫供應體系在促進(jìn)大規模、高比例新能源消納方面的關(guān)鍵作用,增強新型電力系統的長(cháng)時(shí)儲能與靈活調節能力,提高整個(gè)能源供應體系的魯棒性。

        (二)建設基礎設施,化解時(shí)空錯配矛盾

        綠氫供應體系供應側、需求側的時(shí)空錯配矛盾需要化解。建議依據氫電融合理念,統籌各地區、各領(lǐng)域發(fā)展規劃,穩步推動(dòng)輸電與輸氫、制氫與儲氫相關(guān)的基礎設施建設。特高壓輸電線(xiàn)路、氫儲輸系統互為補充,消除新能源資源與用氫需求的空間錯配,實(shí)現可再生能源的充分利用,提高綠氫大規模推廣應用的技術(shù)及經(jīng)濟可行性。制氫與儲氫相互協(xié)同,開(kāi)展綠氫供需的時(shí)間錯配調節,提升綠氫供應的靈活性和可靠性,為高比例可再生能源接入新型電力系統提供大規模的儲能能力支撐。

        (三)開(kāi)展試點(diǎn)示范,驅動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新

        在綠氫供應體系發(fā)展初期,市場(chǎng)機制尚未成熟,需要為新技術(shù)創(chuàng )造成長(cháng)環(huán)境、提供產(chǎn)業(yè)化機遇。發(fā)揮領(lǐng)軍企業(yè)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的“龍頭”作用,以“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)調發(fā)展模式構建行業(yè)技術(shù)創(chuàng )新體系。從原始技術(shù)創(chuàng )新、單項技術(shù)攻關(guān)及優(yōu)化升級、領(lǐng)域技術(shù)集成創(chuàng )新三方面著(zhù)手,把握資源稟賦和能源供需特點(diǎn),因地制宜開(kāi)展多類(lèi)場(chǎng)景、不同規模的試點(diǎn)示范,從而引導甚至驅動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新成果的應用轉化落地。

        (四)完善體制機制,營(yíng)造發(fā)展環(huán)境

        綠氫作為未來(lái)新型能源體系中的重要組成部分,相應的管理機制尚不健全,制約綠氫工程項目高效率實(shí)施、綠氫供應體系高質(zhì)量建設。建議論證并修訂審批核準、建設運營(yíng)、安全監管等行業(yè)政策,完善跨部門(mén)協(xié)調模式,探索碳稅、差別電價(jià)、特別路權等綠氫價(jià)格補償機制;加快構建多層次、全方位的氫能技術(shù)標準體系,涵蓋國家標準、行業(yè)標準、團體標準、企業(yè)標準。盡快將氫氣按照能源屬性管理,匹配氫能規?;l(fā)展、多元化應用的實(shí)際需要。




        責任編輯: 張磊

        標簽:綠氫供應體系

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