青海省深化氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干思考

[摘 要]氫能作為一種來(lái)源豐富、清潔低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，兼具燃料、原料和交通動(dòng)力三重屬性，在全球減碳趨勢(shì)下，綠氫有望成為未來(lái)替代石化能源的主導(dǎo)型能源，成為新一輪全球能源轉(zhuǎn)型的重要載體，也是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向，對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)具有深遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。為深入貫徹習(xí)近平總書(shū)記“使青海成為國(guó)家重要的新型能源產(chǎn)業(yè)基地”的重要指示，落實(shí)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》《青海省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2022—2035年）》《青海省促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策措施》等文件精神，助力“中國(guó)氫?！苯ㄔO(shè)發(fā)展，文章結(jié)合青海省實(shí)際發(fā)展情況，就推動(dòng)青海省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出建議，以供參考。

[關(guān)鍵詞]氫能產(chǎn)業(yè)；發(fā)展；若干思考

中圖分類(lèi)號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1722（2024）21-0004-03

一、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展在近年來(lái)全面提速，氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、用和燃料電池等技術(shù)日漸成熟，已在交通運(yùn)輸、化工冶煉、建筑供能等方面有了較為廣泛的應(yīng)用。據(jù)國(guó)際氫能委預(yù)測(cè)，至2 0 5 0年，氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造約2.5萬(wàn)億美元產(chǎn)值，提供3 0 0 0萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，在終端能源消費(fèi)中占比有望達(dá)到1 8 %，將減少6 0億噸二氧化碳排放，成為全球未來(lái)能源非常重要的組成部分。

為搶占?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新制高點(diǎn)，美國(guó)、歐盟、日韓等紛紛制定了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)支持政策，持續(xù)加強(qiáng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)推動(dòng)。目前全球已有超過(guò)2 0個(gè)國(guó)家制定出臺(tái)了相關(guān)的國(guó)家氫能發(fā)展規(guī)劃或路線(xiàn)圖，近3 0個(gè)國(guó)家開(kāi)展氫能布局。

我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展窗口期已經(jīng)來(lái)臨。自2 0 1 6年6月《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030年）》發(fā)布以來(lái)，國(guó)家先后出臺(tái)多項(xiàng)政策引領(lǐng)鼓勵(lì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，出臺(tái)頂層規(guī)劃2 0余項(xiàng)。截至2 0 2 3年年底，全國(guó)發(fā)布?xì)淠芟嚓P(guān)政策約1 0 0 0個(gè)，全國(guó)共有2 7個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）均出臺(tái)了省級(jí)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。

我國(guó)氫能發(fā)展以氫燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用為牽引，將氫能作為國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略的組成部分，推動(dòng)構(gòu)建京津冀、上海、廣東、河北和河南五大示范城市群，形成了京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、山東、成渝、環(huán)武漢、內(nèi)蒙古七大產(chǎn)業(yè)集群。2 0 2 3年，我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)，全年簽約、獲批及公示的綠氫項(xiàng)目數(shù)量近7 0個(gè)，項(xiàng)目規(guī)劃總投資約4 2 0 0億元，全部投產(chǎn)后新增綠氫產(chǎn)能將達(dá)2 4 0萬(wàn)噸/年。綠氫項(xiàng)目從數(shù)量和金額上主要集中分布于光伏和風(fēng)電資源豐富的西部和北部省份和地區(qū)，其中數(shù)量和金額占比居于前三位的省份為內(nèi)蒙古、吉林和黑龍江。

在氫能下游應(yīng)用上，目前規(guī)劃投資的項(xiàng)目以綠氫合成化工原料為主，項(xiàng)目數(shù)量和投資規(guī)模比重均在7 0 %以上。2 0 2 3年，我國(guó)新增綠氫合成氨項(xiàng)目數(shù)量2 7個(gè)，規(guī)劃投資約1 9 0 0億元，分別占全國(guó)新增綠氫項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)劃投資規(guī)模的4 1 %和4 6 %；新增綠氫制甲醇項(xiàng)目數(shù)量2 0個(gè)，規(guī)劃投資約1 8 0 0億元，分別占全國(guó)新增綠氫項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)劃投資規(guī)模的2 9 %和4 3 %；其他領(lǐng)域的項(xiàng)目數(shù)量為2 2個(gè)，規(guī)劃投資金額約為1 0 0 0億元。

豐富的綠電資源是綠氫發(fā)展的重要推手，具有規(guī)模化可再生電力資源且發(fā)電成本低的省份和地區(qū)將走在前列，西部省份和地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)提速，青海省發(fā)展氫能面臨重大機(jī)遇，具有廣闊前景。

二、青海發(fā)展氫能的必要性

（一）綠氫是解決可再生電力消納問(wèn)題的重要措施

截至2 0 2 3年年底，青海省電源總裝機(jī)約5 5 0 0萬(wàn)千瓦，其中火電4 0 0萬(wàn)千瓦、水電1 3 0 0萬(wàn)千瓦、太陽(yáng)能2 5 6 0萬(wàn)千瓦、風(fēng)電1 2 0 0萬(wàn)千瓦，清潔能源裝機(jī)5 1 0 0萬(wàn)千瓦，占總裝機(jī)9 3 %，當(dāng)年新增清潔能源裝機(jī)9 8 0萬(wàn)千瓦，較2 0 2 2年年底增長(zhǎng)23.77WHzFWWWBsxhGqHM7HOxeDQ==%。盡管青海省新能源裝機(jī)規(guī)模快速增長(zhǎng)，但由于電力外送通道有限，加之本地綠電消納能力不足，2 0 2 3年青海光伏和風(fēng)電利用率約為9 1 %和9 5 %，低于全國(guó)平均水平9 8 %和9 7 %。

青海省多措并舉提升新能源并網(wǎng)消納能力，一方面配套建設(shè)青豫直流長(zhǎng)距離特高壓輸電線(xiàn)路，加大新能源電力外送，另一方面配套建設(shè)包括抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能、源網(wǎng)荷儲(chǔ)等多元化的儲(chǔ)能設(shè)備，平抑光伏、風(fēng)電日內(nèi)和日間波動(dòng)及水電季節(jié)性波動(dòng)。下一步，大力發(fā)展綠電耦合電解水制氫是未來(lái)解決新能源消納問(wèn)題的重要措施：在電源側(cè)，氫能可以發(fā)揮長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的作用，促進(jìn)波動(dòng)性電源的平滑上網(wǎng)；在電網(wǎng)側(cè)，氫能可以參與調(diào)峰，進(jìn)行季節(jié)性?xún)?chǔ)能調(diào)節(jié)；氫還可以作為原料，轉(zhuǎn)換成氨、醇等具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)化工品[ 1 ]。

（二）以綠氫為切入口帶動(dòng)青海產(chǎn)業(yè)升級(jí)

±800千伏青海—河南特高壓直流輸電工程（“青豫直流”）的建成，標(biāo)志著世界首條新能源遠(yuǎn)距離輸送大通道打通，青海作為大規(guī)模新能源特高壓送出端，綠電資源供給端優(yōu)勢(shì)突出，但綠電資源本地化消納和利用效率亟待提升。

綠氫產(chǎn)業(yè)鏈包含“制—儲(chǔ)—運(yùn)—用”多個(gè)環(huán)節(jié)，涉及垂直細(xì)分領(lǐng)域眾多，產(chǎn)業(yè)包容度高，通過(guò)本地化發(fā)展綠氫及其下游產(chǎn)業(yè)，吸引更多相關(guān)產(chǎn)業(yè)向青海轉(zhuǎn)移，提升工業(yè)附加值，擴(kuò)大本地就業(yè)，吸引更多人才，帶動(dòng)青海省產(chǎn)業(yè)升級(jí)，真正將青海的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，形成“綠電—綠氫—綠色制造”的特色產(chǎn)業(yè)鏈，將青海省定位從綠電資源輸送端變?yōu)榫G色制造業(yè)輸出端。

三、青海發(fā)展氫能基礎(chǔ)

（一）綠氫成本優(yōu)勢(shì)明顯

在煤炭?jī)r(jià)格為700元/噸、天然氣價(jià)格為3元/立方米的情況下，經(jīng)過(guò)碳捕集后的“藍(lán)氫”價(jià)格約為20元/千克，在電價(jià)低于0.2元/千瓦時(shí)、年運(yùn)行達(dá)4000小時(shí)的情況下，綠氫可實(shí)現(xiàn)成本低于藍(lán)氫。青海省綠電資源稟賦突出，具備發(fā)展綠氫得天獨(dú)厚的條件。目前青海省風(fēng)電、光伏上網(wǎng)合同電價(jià)為0.2277元/度，低于煤電標(biāo)桿電價(jià)0.3247元/度，綠氫項(xiàng)目落地青海省，有望快速實(shí)現(xiàn)相對(duì)藍(lán)氫平價(jià)，加速對(duì)化石燃料的制氫替代。青海省可再生能源儲(chǔ)量豐富，可開(kāi)發(fā)利用荒漠化土地約10萬(wàn)平方公里，均居國(guó)內(nèi)前列。全省水資源理論蘊(yùn)藏量為2187萬(wàn)千瓦，光伏技術(shù)可開(kāi)發(fā)容量為35億千瓦，風(fēng)電技術(shù)可開(kāi)發(fā)容量在7500萬(wàn)千瓦以上，綠氫潛在產(chǎn)能和生產(chǎn)成本上優(yōu)勢(shì)明顯，適宜打造與工業(yè)、交通、能源等多領(lǐng)域融合發(fā)展的全國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)高地，加速將先天優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄劝l(fā)優(yōu)勢(shì)。

（二）氫能關(guān)鍵材料資源豐富

青海自然資源豐富，有多種礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量位居全國(guó)第一，已發(fā)現(xiàn)各類(lèi)礦產(chǎn)130多種，其中貴金屬、有色金屬等資源豐富，位于青海省西部的柴達(dá)木盆地具有大量石油、天然氣及鉀、鈉、鎂、鋰、硼、碘、溴等戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，鎳、鈦、鎂、鋰、鈷、鈉等為重要的新能源新基礎(chǔ)材料。鋰、鈷、鈉可用于制備鋰電池材料，鎳、鈦、鎂等是制氫、儲(chǔ)氫裝備中關(guān)鍵零部件的重要基礎(chǔ)材料，青海省可在現(xiàn)有礦產(chǎn)資源基礎(chǔ)上大力發(fā)展新材料深加工，打造氫能裝備關(guān)鍵材料加工制造基地。

（三）企業(yè)加速布局

近年來(lái)，大型能源電力企業(yè)在青海省布局綠氫項(xiàng)目明顯提速，目前已有華電青海公司、中石油青海油田公司、中石化青海分公司等多家大型國(guó)有能源企業(yè)在青海省布局了一批可再生能源制氫、氫電耦合、氫能“制儲(chǔ)加用”一體化示范應(yīng)用項(xiàng)目。青海華電德令哈500萬(wàn)千瓦光氫儲(chǔ)一體化示范基地一期100萬(wàn)千瓦光儲(chǔ)及3兆瓦光伏制氫項(xiàng)目于2023年9月成功產(chǎn)出氫氣，為青海省首個(gè)綠電制氫示范項(xiàng)目。

部分青海本地知名大型工業(yè)企業(yè)，正在積極謀劃工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)展綠氫替代，可形成良好示范效應(yīng)，帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

（四）用氫場(chǎng)景初具基礎(chǔ)

現(xiàn)階段，青海省氫氣主要源自天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫，年產(chǎn)量基本穩(wěn)定在9萬(wàn)噸左右，已形成較為匹配的供銷(xiāo)市場(chǎng)格局。目前，省內(nèi)用氫場(chǎng)景目前集中在多晶硅料、光伏玻璃、石油精煉、高爐煉鋼、合成氨或甲醇及其下游產(chǎn)品等，從工業(yè)用氫場(chǎng)景覆蓋面上來(lái)說(shuō)已經(jīng)初具基礎(chǔ)，應(yīng)在存量需求的基礎(chǔ)上推動(dòng)綠氫對(duì)灰氫、藍(lán)氫的替代。同時(shí)，應(yīng)吸引更多用氫企業(yè)來(lái)青落地，擴(kuò)大綠電和綠氫需求規(guī)模。

此外，還應(yīng)結(jié)合青海省地域廣闊、海拔較高、農(nóng)牧區(qū)面積廣大等特點(diǎn)，創(chuàng)新和拓展氫能在交通、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等其他領(lǐng)域的應(yīng)用[ 2 ]。

四、青海氫能發(fā)展目標(biāo)

2022年12月，青海省能源局印發(fā)《青海省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2022—2035年）》。2023年12月23日，青海省發(fā)改委印發(fā)《青海省綠氫化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2023—2030年）》。到2030年，青海省將進(jìn)一步加強(qiáng)化工領(lǐng)域綠氫替代，開(kāi)展大規(guī)模綠氫化工項(xiàng)目，提高可再生能源利用率，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：綠氫生產(chǎn)能力達(dá)30萬(wàn)噸、省內(nèi)綠氫需求達(dá)25萬(wàn)噸、省外綠氫輸送量達(dá)5萬(wàn)噸、綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值達(dá)160億元。

五、構(gòu)建多元化氫能應(yīng)用新場(chǎng)景

青海省用氫行業(yè)主要集中于多晶硅料和光伏玻璃等，這些行業(yè)未來(lái)實(shí)現(xiàn)全面綠氫替代是大勢(shì)所趨。應(yīng)出臺(tái)支持政策招引更多上述行業(yè)企業(yè)落地青海，培育和拉動(dòng)增量用氫需求，引發(fā)綠氫需求側(cè)規(guī)模效應(yīng)，同時(shí)探索和推動(dòng)氫在交通、醫(yī)療、農(nóng)牧等領(lǐng)域的新應(yīng)用場(chǎng)景。

（一）油氣

青海省有豐富的石油和天然氣資源，油氣領(lǐng)域主要企業(yè)以中石油青海油田及其下屬格爾木煉油廠(chǎng)為主。格爾木煉油廠(chǎng)產(chǎn)品覆蓋汽油、柴油、甲醇、聚丙烯、液化石油氣、硫磺、航煤等產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝涉及大量加氫反應(yīng)，如加氫裂化、加氫醚化、加氫脫硫等，均需要用到大量氫氣，目前使用的氫氣以煤制氫、天然氣制氫等為主。建議在青海油田格爾木煉油廠(chǎng)同步推進(jìn)藍(lán)氫和綠氫替代，對(duì)煉油過(guò)程中排放的二氧化碳進(jìn)行捕集回收，用于下游煉化產(chǎn)品的生產(chǎn)，打造零排放工廠(chǎng)。

（二）冶金

目前全球主要鋼鐵生產(chǎn)國(guó)都在致力于探索“以氫代碳”的氫冶金技術(shù)，在“以氣代焦”的技術(shù)基礎(chǔ)上，逐漸提高還原氣中氫氣的比例，推動(dòng)富氫還原逐步向全氫還原工藝發(fā)展。冶金領(lǐng)域脫碳需要結(jié)合碳捕集技gjO1CKsQQ73BEx/E4aiCbA==術(shù)，通過(guò)碳捕獲、利用與封存（CCUS）項(xiàng)目示范，加快探索利用綠氫與冶煉煙氣生產(chǎn)甲醇等技術(shù)路線(xiàn)。

（三）光伏/半導(dǎo)體

青海省光伏裝機(jī)潛力巨大，大批頭部光伏企業(yè)已落地青海省，初步構(gòu)建起“從工業(yè)硅到組件”及光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)全產(chǎn)業(yè)鏈，已建成工業(yè)硅11.5萬(wàn)噸、多晶硅14.5萬(wàn)噸、單晶硅100吉瓦、組件6.8吉瓦，在建工業(yè)硅25萬(wàn)噸、多晶硅25萬(wàn)噸、單晶硅20吉瓦、組件1.5吉瓦。青海省多晶硅料廠(chǎng)商目前主要集中于西寧附近的甘河工業(yè)園、南川工業(yè)園和東川工業(yè)園等區(qū)域，隨著后續(xù)規(guī)劃項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)，以及更多光伏級(jí)、半導(dǎo)體級(jí)多晶硅料企業(yè)落戶(hù)，可考慮集中于園區(qū)內(nèi)規(guī)劃建設(shè)電解水制氫裝置，通過(guò)園區(qū)內(nèi)短距離輸氫管道解決園內(nèi)企業(yè)高純氫氣使用需求，打造多晶硅產(chǎn)業(yè)綠氫替代示范區(qū)。同時(shí)探索試點(diǎn)天然氣摻氫燃燒技術(shù)等。

（四）化工

青海省化工產(chǎn)業(yè)主要為油氣、煤化工下游以及圍繞鹽湖資源的鹽化工，企業(yè)主要分布在德令哈、格爾木及其周邊工業(yè)園，德令哈目前初步形成純堿企業(yè)聚集群，格爾木主要以甲醇、航煤等煉化產(chǎn)業(yè)為主?；凇肚嗪Ｊ【G氫化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2023—2030年）》，建議在格爾木和德令哈推動(dòng)當(dāng)?shù)鼗堫^企業(yè)，分批分期投資建設(shè)綠色特色化工和綠色新材料項(xiàng)目，充分利用青海省油氣、煉化和鹽化工優(yōu)勢(shì)，積極打造全國(guó)一流的綠色化工產(chǎn)品和新材料輸出基地，就地消納綠電和綠氫，將清潔電力轉(zhuǎn)換為載能型化工產(chǎn)品向外輸出。

（五）交通

青海省地域廣闊，分布著多個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，推廣氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用可以減少燃油車(chē)碳排放和環(huán)境污染，同時(shí)氫燃料電池車(chē)可在一定程度上克服電動(dòng)車(chē)在高寒地區(qū)電池能耗快速衰減的缺陷，解決長(zhǎng)續(xù)航問(wèn)題。建議針對(duì)城市公交和市政車(chē)輛、景區(qū)車(chē)輛、礦區(qū)車(chē)輛、加氫站和固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)等不同交通場(chǎng)景，推廣適宜的氫燃料電池技術(shù)應(yīng)用，并合理規(guī)劃布局撬裝式加氫站、加氫制氫一體站、綜合能源站等基礎(chǔ)設(shè)施，依法依規(guī)利用現(xiàn)有加油加氣站場(chǎng)地設(shè)施改擴(kuò)建加氫站。對(duì)用氫量不大的作業(yè)車(chē)、搬運(yùn)車(chē)，可輔以固態(tài)金屬儲(chǔ)氫模塊實(shí)現(xiàn)換氫，固態(tài)儲(chǔ)氫采用常溫常壓非氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)模式，避免高壓氣態(tài)運(yùn)輸，使車(chē)輛用氫更加安全、穩(wěn)定、簡(jiǎn)易和高效，并節(jié)約加氫站建設(shè)成本[ 3 ]。

（六）分布式能源站和備用電源

在高寒牧區(qū)、三江源保護(hù)區(qū)、柴達(dá)木盆地腹地、可可西里沙戈荒等電網(wǎng)建設(shè)有限或并網(wǎng)條件受限地區(qū)，可在光伏電站的基礎(chǔ)上推廣光催化分解制氫，直接實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)制氫。配套建設(shè)小型氫燃料電池分布式能源站，離網(wǎng)制氫產(chǎn)生的氫氣可用于能源站發(fā)電氫源，為上述地區(qū)提供清潔的備用電源，同時(shí)光催化制氫產(chǎn)出的高純度氧氣還可作為高海拔地區(qū)應(yīng)對(duì)高原反應(yīng)的醫(yī)療救急物資和戰(zhàn)略備用物資。

（七）氫儲(chǔ)能調(diào)峰

長(zhǎng)期綠電成本進(jìn)一步降低后，可充分發(fā)揮氫的調(diào)峰儲(chǔ)能能力，有利于青海省構(gòu)建以可再生能源制氫為紐帶的多能互補(bǔ)發(fā)展模式，推動(dòng)區(qū)域內(nèi)“水、風(fēng)、光、氫、儲(chǔ)”一體化示范項(xiàng)目建設(shè)。

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