氢能革命:中国如何利用 "绿色石油" 激活万亿市场

中国积极推动氢能的规模化应用,通过降低成本和拓展应用场景,激活万亿市场。专家预测,到2030年,绿氢每公斤价格将达到10元左右,基本上具备经济性。
近年来,中国加大了对氢能技术的研发和投资,推动其从示范走向规模化应用。在广东佛山,国家能源局的氢能示范项目成功地将生活垃圾转化为碳粉,并通过煤制氢技术生产出氢气,年产能达到6500吨左右。同时,成本控制在10元每公斤,这使得大规模应用推广成为可能。
该项目的创新之处在于其对生活垃圾的利用和处理。通过无氧环境下低温烘焙成碳粉,并结合高温高压气化炉,将碳粉转化为以氢气和一氧化碳为主的合成气。此过程中,有害的重金属被永久固化在玻璃体中,变身为安全的建筑材料。企业负责人赵一楠表示,他们生产出的碳粉低于200元一吨,在没有任何补贴的情况下,生产出来比传统石化能源更便宜的绿色能源,可以实现城市生活垃圾就地取材、就地生产和就地消纳。
氢能在城市中的应用也正在加速落地。在广东佛山的“丹青苑”人才公寓,利用天然气制氢,氢驱动燃料电池发电供小区1700多户居民使用。这是全国首个燃料电池分布式冷热电三联供示范项目。目前,示范项目的二期正在规划建设中,将叠加屋顶光伏与氢储能,年均制氢可达900吨。
在城市的应急领域,全国首台可移动式零碳制氢发电车近日投入使用。这种发电车以铝基材料即时制氢技术为核心,配备高效燃料电池发电系统实现制氢到发电,每小时产氢量可达80立方米,可持续10小时发电。未来,这种技术可以替代柴油发电机,应用在体育场馆、居民小区等保电工作中。
氢电转换技术也在拓宽新的场景。在浙江宁波,国家重点项目——氢电耦合直流微网示范工程将于2025年投运。“氧电耦合”是把电和氢气变成一对“好搭档”,实现电和氢的双向转换。在用电高峰时通过燃料电池将氢能转化回电能。工程全面投运后,每天可满足10辆氢能大巴车充氢和50辆电动汽车充电。
从示范项目全面落地到氢能的规模化应用,交通物流和工业是两个重点领域。在重庆市长寿晏家工业区,一座大型加氢站正在服务氢能重卡的跨省出行。目前,国内氢能示范城市群正在推动氢能物流等场景落地。“十四五”期间,氢能重卡核心部件氢燃料电池系统的成本从每千瓦近万元下降到2000元以内,这使得替代柴油的经济性不断提升。
在江苏苏州,一条氢燃料电池系统的生产线已经进入集中交付阶段,将交付900台氢燃料电池系统。这些设备类似于重卡的发动机,120千瓦功率的轻燃料电池系统的市场售价在30万元左右,未来将用于重卡的物流运输等场景。
在宁夏宁东国家能源集团能源化工生产基地,第一批25辆氢能重卡已经累计行驶里程172万公里,为火电厂提供煤炭运输服务。所用的氢气来自于当地光伏电解水制取的绿氢。
在工业领域,绿色氢氨醇技术在“十五五”有望实现新的突破。在吉林松原,全球最大的绿色氢氨醇一体化示范项目即将于11月投产,总投资296亿元。这个项目构建了“风光发电、绿电制氢、绿色合成氨醇”的完整产业链,使绿电产出更多绿氢再合成绿氨,通过规模效应显著摊薄了产品成本。
在安徽合肥,一家大型制氢设备企业正在为内蒙古、吉林等多个绿色氢氨醇示范项目生产电解槽等关键设备。进入四季度,大部分项目已经完成了交付。
到2035年,我国风电光伏总装机预计达36亿千瓦,从当前计算,还有19亿千瓦的新增空间,绿色氢氨醇也将成为消纳光伏风电的重要路径。专家表示,“十五五”期间是绿色氢氨醇从小规模示范迈向规模化商业化应用关键过渡期。
中国电力企业联合会常务副理事长杨昆介绍,电解水制氢的成本与2020年相比下降了将近50%。随着柔性制氢技术和一体化控制系统的示范推广,在风光资源富集区,绿色氢能成本有望进一步降低。
中国国际经济交流中心能源与绿色低碳发展研究部部长景春梅介绍,到2030年左右,绿氢每公斤价格能达到10元左右。在工业领域,绿色氢氨醇基本上能够具备经济性,同时也是超越地缘政治的一个“绿色石油”。中国正加快推进氢能技术的研发和应用,以期在这一领域实现突破,助力国家实现碳中和目标。