工作人員正在為車輛加氫。圖源:北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)組織委員會(huì)網(wǎng)站
與東京奧運(yùn)會(huì)部分火炬使用氫燃料相比,北京冬奧會(huì)將火炬燃料全替換為氫能,張家口賽區(qū)的火炬還在全球首次使用了綠氫。這讓氫氣作為一種能源產(chǎn)品走入了大眾視野。
按照氫氣的生產(chǎn)方式,可將其分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫三種,分別指化石能源制氫、裝有二氧化碳捕集和封存設(shè)施的化石能源制氫,以及可再生能源電解水制氫。藍(lán)氫和綠氫被視為實(shí)現(xiàn)零碳排放的關(guān)鍵能源品種,已被多個(gè)國家列為重點(diǎn)發(fā)展的新能源。
保供北京冬奧會(huì)的制氫廠里,藍(lán)氫和綠氫規(guī)模的比例相當(dāng)。不過,這些氫氣的生產(chǎn)成本均較高,冬奧會(huì)之后難以直接轉(zhuǎn)入商業(yè)化運(yùn)營。
氫能可應(yīng)用在交通、工業(yè)、發(fā)電、供熱等諸多領(lǐng)域。北京冬奧會(huì)上除了將氫作為火炬的燃料,還投入了上千輛氫燃料電池車輛。為此,中石化和中石油等能源企業(yè)配建了30多個(gè)加氫站為冬奧會(huì)服務(wù)。
東京奧運(yùn)會(huì)上應(yīng)用的氫能元素還包括熱電聯(lián)供等場(chǎng)景應(yīng)用,北京冬奧會(huì)則沒有此類應(yīng)用。日本此前發(fā)布了要建設(shè)“氫能社會(huì)”的宏圖,氫能在其能源結(jié)構(gòu)中的比重已接近8%,在全球領(lǐng)先。
中國的氫能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期,且扶持政策和發(fā)展焦點(diǎn)集中在交通領(lǐng)域,即氫燃料電池車上。盡管中國企業(yè)近期已開始在可再生能源制氫以及更多氫能應(yīng)用場(chǎng)景上布局,但整個(gè)氫能行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化時(shí)間表仍不清晰,配套政策仍需完善,中國氫能整體發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)至今仍未發(fā)布。冬奧會(huì)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來說,象征意義大于實(shí)際作用。
藍(lán)氫綠氫共同亮相北京冬奧
化石能源制氫即灰氫的技術(shù)此前已非常成熟,成本也較低;藍(lán)氫和綠氫技術(shù)目前仍待突破,且目前成本高昂。北京冬奧會(huì)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)碳中和,故使用的氫能均為藍(lán)氫和綠氫。不過,藍(lán)氫的具體標(biāo)準(zhǔn),即化石能源制氫過程中減少多少二氧化碳算藍(lán)氫,各國各地區(qū)均沒有設(shè)定。
此次冬奧會(huì)期間,北京和北京周邊共有11座制氫廠投入保供。其中,規(guī)模最大的兩座制氫廠是張家口綠色氫能一體化示范基地項(xiàng)目(下稱張家口綠氫項(xiàng)目)和中石化燕山石化北京冬奧會(huì)氫氣新能源項(xiàng)目(下稱燕山石化氫能項(xiàng)目),產(chǎn)品分別為綠氫和藍(lán)氫。
張家口綠氫項(xiàng)目為此次冬奧會(huì)上50%的氫燃料電池汽車供應(yīng)氫能,其使用陸上風(fēng)能產(chǎn)生的電制氫。該項(xiàng)目由殼牌(中國)有限公司與張家口市交通建設(shè)投資控股集團(tuán)合資建設(shè),年產(chǎn)能2萬千瓦(約4000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)),是全球已建成的綠氫項(xiàng)目里規(guī)模第二大的項(xiàng)目。
殼牌相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)《財(cái)經(jīng)十一人》表示,該項(xiàng)目建成用時(shí)13個(gè)月,生命周期預(yù)計(jì)是20年。目前該項(xiàng)目有一定的政府補(bǔ)貼,初期將為冬季奧運(yùn)會(huì)期間張家口賽區(qū)的600多輛氫燃料電池汽車供應(yīng)綠氫,此后項(xiàng)目生產(chǎn)的氫氣將用于供應(yīng)京津冀地區(qū)的公共和商業(yè)運(yùn)輸。
燕山石化氫能項(xiàng)目是化石能源制氫,所產(chǎn)氫氣作為北京主會(huì)場(chǎng)的主火炬燃料,同時(shí)也為中石化旗下的加氫站供能,產(chǎn)能為2000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)。根據(jù)中石化發(fā)布的信息,該項(xiàng)目所產(chǎn)氫氣獲得“清潔氫”認(rèn)證,低于傳統(tǒng)化石能源制氫的碳排放量,意味著其為藍(lán)氫。
上述兩個(gè)項(xiàng)目均為商業(yè)化氫能項(xiàng)目。商業(yè)化項(xiàng)目是指非科研、示范、試點(diǎn)性質(zhì),以商業(yè)化可持續(xù)運(yùn)行為目的的項(xiàng)目。以項(xiàng)目體量為衡量標(biāo)準(zhǔn),年產(chǎn)1萬千瓦以上的項(xiàng)目才算達(dá)到商業(yè)化規(guī)模,低于1萬千瓦的項(xiàng)目主要以技術(shù)試點(diǎn)為目的。但在無補(bǔ)貼的情況下,即使是商業(yè)化項(xiàng)目現(xiàn)階段也沒有經(jīng)濟(jì)效益。
保供冬奧會(huì)的11座制氫廠里,有七座為綠氫,四座為藍(lán)氫。從產(chǎn)能上看,綠氫的比重更大。但據(jù)《財(cái)經(jīng)十一人》了解,此次冬奧會(huì)實(shí)際使用的綠氫以張家口綠氫項(xiàng)目為主,而全部使用的氫氣里化石能源制氫的比例更大。。
這11座制氫廠的具體成本暫不清楚。一般來說,藍(lán)氫和綠氫項(xiàng)目現(xiàn)階段成本較高,在無補(bǔ)貼的情況下不能實(shí)現(xiàn)盈利。
此次冬奧會(huì)是中國首次大規(guī)模應(yīng)用藍(lán)氫和綠氫,其對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)化的實(shí)際意義不大,但有著重要的象征意義。
氫能應(yīng)用場(chǎng)景何在
氫能要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,最關(guān)鍵的是要有大規(guī)模的應(yīng)用場(chǎng)景,以帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術(shù)突破和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。東京奧運(yùn)會(huì)和北京冬奧會(huì)都在努力拓寬氫能運(yùn)用場(chǎng)景,火炬和車輛是主要應(yīng)用場(chǎng)景。
東京奧運(yùn)會(huì)是奧運(yùn)史上首次使用氫作為火炬燃料,其中,主火炬采用氫氣作為唯一燃料;接力火炬部分地區(qū)使用氫氣作為燃料,部分地區(qū)采用丙烷。北京冬奧會(huì)火炬采用氫氣作為唯一的燃料,其中張家口賽區(qū)的火炬臺(tái)是史上首次使用綠氫作為燃料。
北京冬奧會(huì)投入的氫燃料車輛數(shù)量約為東京奧運(yùn)會(huì)的兩倍,北京延慶和張家口賽區(qū)使用的車輛均以氫燃料車輛為主:共投入了816輛氫燃料電池客車,包括福田、宇通、中通、吉利等多個(gè)國產(chǎn)客車品牌;豐田還提供了107輛柯斯達(dá)氫擎中巴車,以及140輛第二代MIRAI氫燃料電池小轎車;此外,投入使用的氫燃料電池車輛還包含物流車、專用車等車型,總計(jì)在1100輛左右。
東京奧運(yùn)會(huì)還在奧運(yùn)村里使用氫能供能供熱,比北京冬奧會(huì)的應(yīng)用場(chǎng)景更多。這反映出了中國和日本在氫能利用現(xiàn)狀上的差異,中國目前的氫能應(yīng)用場(chǎng)景主要集中在車輛領(lǐng)域,而日本推廣使用氫能的力度更大,出臺(tái)了多種扶持政策開拓更多元的氫能應(yīng)用場(chǎng)景,比如家庭住宅、商業(yè)建筑供電供暖等。
在此次冬奧會(huì)之前,中國的氫燃料電池車輛發(fā)展規(guī)模已不小,從加氫站到車輛的生產(chǎn),均有不同程度的補(bǔ)貼。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟大數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計(jì),截至2021年底,全國已建成運(yùn)營加氫站255座,其中,在營183座,待運(yùn)營69座,暫停運(yùn)營3座;氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)保有量超過9000輛。
北京冬奧會(huì)上如此大規(guī)模的集中使用氫燃料電池車輛,為企業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。而在2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010年上海世博會(huì)上,也曾經(jīng)投入過氫燃料電池車服務(wù)會(huì)場(chǎng),但規(guī)模都很小,后續(xù)使用也不理想。此次冬奧會(huì)千余輛的氫燃料電池車未來如何拓寬使用范圍和有效利用,是擺在眼前的難題。
據(jù)全國乘用車市場(chǎng)信息聯(lián)席會(huì)秘書長崔東樹介紹,氫燃料電池車的主要應(yīng)用場(chǎng)景是公交、固定線路大巴和物流運(yùn)輸?shù)?,缺乏市?chǎng)擴(kuò)張機(jī)會(huì),要避免走向類似純電動(dòng)公交車有補(bǔ)貼就有市場(chǎng),沒補(bǔ)貼就日益萎縮的局面。
氫能產(chǎn)業(yè)化前路漫長
目前全球氫能產(chǎn)業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)化早期,尚無成熟的商業(yè)模式,幾乎都得依靠補(bǔ)貼才能發(fā)展。東京夏奧會(huì)和北京冬奧會(huì)對(duì)氫能的青睞,對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際推動(dòng)作用不大,各國的氫能產(chǎn)業(yè)都處于探索階段。
從灰氫轉(zhuǎn)化為藍(lán)氫,主要問題是成本較高;綠氫的生產(chǎn)技術(shù)仍待突破,且成本也較高。以德國為首的歐盟國家積極發(fā)展綠氫,重點(diǎn)扶持綠氫生產(chǎn)過程的設(shè)備和技術(shù)研發(fā),期望以規(guī)?;龠M(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。美國對(duì)氫能的政策扶持力度不算大,但美國主要石油公司均將藍(lán)氫作為重要戰(zhàn)略方向。
北京冬奧會(huì)和東京奧運(yùn)會(huì)對(duì)氫能的推廣,意味著中日兩國都認(rèn)同氫能在實(shí)現(xiàn)碳中和過程中的作用。不過,中日兩國對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景規(guī)劃并不相同。能源嚴(yán)重缺乏的日本,對(duì)氫能發(fā)展寄予厚望,制定了雄心勃勃的計(jì)劃和相對(duì)較完善的政策。根據(jù)其資源稟賦和技術(shù)儲(chǔ)備,日本重點(diǎn)扶持的是氫能應(yīng)用場(chǎng)景的開發(fā),大力推廣氫燃料電池汽車和社區(qū)用能。
中國是全球灰氫生產(chǎn)大國,這些灰氫主要是工業(yè)副產(chǎn)氫,不具備綠色低碳的環(huán)保效益,也沒有形成氫能產(chǎn)業(yè)鏈。當(dāng)前全球氫氣年產(chǎn)量約為7000萬噸,灰氫占比約95%。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》,當(dāng)前中國的氫氣產(chǎn)能約每年4100萬噸,產(chǎn)量約3342萬噸,是世界第一產(chǎn)氫國。
但氫能在中國能源結(jié)構(gòu)里的地位和前景目前并不清晰,中國中央政府尚無氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體規(guī)劃。藍(lán)氫和綠氫的產(chǎn)量目標(biāo)如何,氫能在能源結(jié)構(gòu)中的比例計(jì)劃達(dá)到多少等,均沒有明確數(shù)字。中國政府雖已承認(rèn)氫能為新能源品種,但配套政策并不完善。例如,在很多地方,氫氣仍作為?;饭芾?,而不是作為能源產(chǎn)品。
與此同時(shí),中國多個(gè)地方政府對(duì)氫能發(fā)展熱情高漲,目前已有北京、山東、河北、天津、四川、浙江、寧夏等16個(gè)省市制定了氫能發(fā)展規(guī)劃。氫燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群已有五個(gè):河北、河南、京津冀、上海和廣東城市群。
本文來自微信公眾號(hào) “財(cái)經(jīng)十一人”(ID:caijingEleven),作者:徐沛宇,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
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