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氢能与燃料电池(三)
来源:山西省煤化工发展促进中心
时间:2019/6/9

氢能与燃料电池的战略意义

由于能源需求的日益增长, 化石燃料的消耗与 CO2 排放总量快速上升,“清洁、低碳、安全、高效”的能源变革已是大势所趋。可再生能源(如太阳能、风能、水电等)作为替代能源大规模使用却受限于其固有的间歇性、波动性与随机性;而氢是一种洁净的二次能源载体,能方便地转换成电和热,转化效率较高,有多种来源途径。采用可再生能源实现大规模制氢,通过氢气的桥接作用,既可为燃料电池提供氢源,也可绿色转化为液体燃料,从而有可能实现由化石能源顺利过渡到可再生能源的可持续循环,催生可持续发展的氢能经济。氢能作为连接可再生能源与传统化石能源的桥梁,可以为实现“氢经济”与现在或“后化石能源时代”能源系统起到桥接作用。因此,氢能作为洁净能源利用是未来能源变革的重要组成部分。

氢燃料电池具有燃料能量转化率高、噪音低以及零排放等优点,可广泛应用于汽车、飞机、列车等交通工具以及固定电站等方面。从燃料电池在载人航天、水下潜艇、分布式电站获得应用以来,燃料电池一直受到各国政府和企业的关注,其研发、示范和商业化应用的资金投入不断增加。在未来煤电占比相对较低的情况下,由于风能、太阳能等可再生能源技术规模的增大,整个上游的电源结构会越来越清洁。在这种结构下,新能源汽车特别是纯电动汽车、基于电解水制氢的燃料电池汽车,排放强度会明显下降。而燃料电池汽车不同于纯电动汽车的是,它实现了上游发电和终端用电在时间上的“分离”,进而使得氢能相比于波动性较大的风能和太阳能(纯电动车技术路线)的互补能力更强。因此,发展氢能和氢燃料电池具有巨大的能源战略意义。

国内氢能与燃料电池发展趋势

商用车带动加氢站建设,降低氢气与燃料电池成本

我国燃料电池汽车发展路径明确:通过商用车发展,规模化降低燃料电池和氢气成本,同时带动加氢站配套设施建设,后续拓展到乘用车领域。优先发展商用车的原因在于:一方面,公共交通平均成本低,而且能够起到良好社会推广效果,待形成规模后带动燃料电池成本和氢气成本下降;另一方面,商用车行驶在固定线路上且车辆集中,建设配套加氢站比较容易。当加氢站数量增加、氢气和燃料电池成本降低时,又会支撑更多燃料电池汽车。

发展氢燃料电池汽车产业集群,促进全产业链发展

燃料电池关键零部件、电堆、系统、制氢储氢、检测及整车开发企业,以“产业集群”的形式,目前已在上海、广州、江苏等地快速发展。通过氢燃料电池汽车产业集群,可以促进氢能燃料电池全产业链的快速发展,有效降低成本。

保障措施与政策需求建议

加强顶层设计,全面规划氢能燃料电池发展途径

包括围绕产业发展重点、产业布局优化、加氢站总体布局、政策措施制定等,从国家层面研究制定氢能燃料电池总体规划和发展路线图,从而引导我国氢能燃料电池技术创新和产业的快速与健康发展。

加强研发投入,确保核心技术自主可控

聚焦氢能燃料电池全产业链的关键核心技术,通过设立氢能燃料电池专项等促进从基础研究、关键技术攻关、应用示范到产业化转化的创新能力提升,保障我国氢能燃料电池核心技术全面、自主的持续发展。

统筹产业布局,引导产业链协调发展

瞄准氢能燃料电池产业链缺失环节和关键环节,鼓励有产业基础的重点地区建设氢能燃料电池产业园区,加快产业集群建设。在氢能基础设施方面,可通过加大加氢站的国家和地方补贴力度、鼓励国有和社会资本共同参与建设、支持加油(气)站与加氢站合建等措施加速加氢站的建设。在此基础上,通过重点地区的商业化示范运营,带动全产业链的成熟和完善,从而促进我国氢能燃料电池产业的全面均衡发展。

加强标准制定,支撑技术进步与产业发展

建设若干氢能燃料电池国家技术标准创新基地,完善氢能燃料电池全产业链的技术和检测标准。例如,目前相关法规标准仍将氢气按照危险化学品管理,导致加氢站的审批、建设、运营受到制约。如果明确车用氢气的能源性质,细化车用氢气的制备、储运、加注相关技术标准,将对加速氢能基础设施建设起到极为重要的保障作用。

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