全球主要国家氢能发展战略分析北大核心CSCD

全球氢能已进入产业化快速发展新阶段,欧美日韩等20多个主要经济体已将发展氢能提升到国家战略层面,相继制定发展规划、路线图以及相关扶持政策,加快产业化发展进程。本文分析总结了日本、德国、韩国、美国、澳大利亚等国家氢能发展战略,提炼了深度脱碳、保障能源安全和实现经济增长3个发展氢能核心驱动力;基于碳中和目标成为国际共识以及全球地缘政治的扰动分析了氢能发展定位、氢源结构过渡、多元应用场景、产业发展阶段4个方面的趋势。主要国家统筹考虑资源禀赋、技术和产业基础、市场需求等多方面因素,因地制宜推动氢能技术攻关与产业化发展,对我国氢能产业高质量具有重要参考价值。本文从加强国家层面氢能战略引导、加大关键核心技术攻关力度和加速多元化场景示范应用3个方面提出了贯彻落实《氢能产业发展中长期发展规划(2021—2035年)》的建议。     

欧美发展氢能和燃料电池汽车的举措及对我国的建议

目前发达国家都在加快对新型车用能源和车辆技术的研发。氢能和燃料电池技术被一些发达国家视为未来道路交通能源的理想解决方案,并投入巨资开展研发活动。目前欧美等国已经形成政府支持下的多方联合开发、推广氢能和燃料电池汽车技术的模式,企业之间也建立起优势互补、强强联合的合作伙伴关系。重点介绍了在欧洲氢能和燃料电池技术领域处于领先地位的德国的主要做法及取得的进展。我国氢能和燃料电池汽车技术的研发、示范和推广工作起步时间不长．国外先进国家的经验和做法值得借鉴。最后为我国发展氢能和燃料电池汽车提出了建议。     

世界氢能炙手可热 中国氢能蓄势待发

正0引言从近年来氢能与燃料电池全球发展的总体趋势来看,欧、美、日等发达国家不断加大研发投入和政策支持,氢能与燃料电池在交通领域、固定式发电领域、通信基站、备用电源领域和物料搬运领域都持续升温,正加快迈向商业化的步伐。尤其是日本政府全力支持氢能,日本汽车界、能源界和科技界都全力参与,已超越欧美成为国际氢能领跑者。1世界各国氢能发展现状1.1美国     

我国氢能发展现状与前景展望

氢既是重要的工业原料也是支撑未来能源系统清洁转型的重要二次能源。虽然相比电能氢能具有能源互联、易于储存、应用面广等优点,但在我国氢能的发展中也存在技术成熟度不高、产业基础薄弱、安全性有待提高等方面的现实问题。本文从我国氢能生产与消费现状出发,分析了未来氢能在我国能源工业中的应用潜力,并重点对氢能生命周期环境影响和技术经济性水平进行了量化分析。研究发现,一次能源的结构显著影响氢能的环境价值。随着燃料电池成本下降,未来氢能利用的竞争力将逐步提升。特别是在重型交通领域推广氢能不仅具有较高的技术可行性和经济性,其在可再生能源为主的电力系统中也具有较高的系统应用价值。     

氢能产业链及氢能发电利用技术现状及展望

  目的  随着“碳达峰、碳中和”目标的提出和能源改革的日益深入,氢能作为重要的工业原料和能源燃料在近年来得到广泛关注并进入快速发展时期。氢能产业链主要包含氢气的制备、储存、运输、利用等环节,涉及众多产业交叉融合与技术创新,文章旨在梳理氢能产业链现状并分析各节点面临的挑战,为今后的氢能产业发展提供建议。  方法  对现有氢能产业链各节点涉及的技术现状开展调研,分析其面临的问题与挑战,并提出相应建议。  结果  研究发现:虽然我国在氢能产业所涉及的各方面均有一定技术储备及产业布局,但仍然面临较多的技术短板有待突破。其中,碱性电解水技术、高压储氢技术、天然气管道掺氢输送技术等已经初步具备应用条件,适合开展示范项目。而低温液氢技术、质子交换膜制氢和燃料电池技术、固体氧化物制氢和燃料电池技术仍存在部分难题,有待进一步突破。同时,我国的掺氢燃机发展较为落后,与国际先进水平存在较大差异。  结论  因此,氢能作为战略能源,其开发利用有助于促进我国能源与产业的绿色转型,但仍然面临诸多问题,需要合理布局,避免重复建设和低端技术的引进,才能保持氢能产业的又好又快发展。     

世界各国加快氢能源市场化步伐——记第18届世界氢能大会(WHEC 2010)

2010年5月在德国埃森召开的"第18届世界氢能大会"上,来自美国、德国、日本、中国等国家的代表介绍了各自国家最新的氢能进展。中国科技部部长万钢出席大会并发言指出:中国要制订国家氢能规划,加大对氢能的投入,扩大氢能示范和应用,加强氢能的国际合作。美国能源部Nancy L Garland博士和Michacel Mills介绍了美国氢能的总体情况,指出:目前美国每年生产5000×104m3氢气,拥有氢气管道3000km以上,现有氢燃料电池轿车230多辆,氢燃料电池公共汽车130多辆,加氢站约200座。在燃料电池商业化方面,美国仍存在着技术上和经济性方面的障碍。在2007~2010财政年度,美国通过立法和各类货款、补贴,进一步加大了对氢能的扶持力度,美国能源部多次联合其他机构,召开氢能基础设施研讨会,就降低燃料电池成本、氢能政策、税收、碳税、氢能信息和教育、燃料电池革新方向,以及新的商业模式等进行讨论。目前,美国加州是美国最积极推进氢燃料电池技术与示范的州,该州预计于2016~2018年,其氢燃料电池轿车数量将达到54300辆,并计划进一步发展氢能高速公路。德国国家全资公司NOW公司总经理波霍夫博士等人介绍了德国的氢能进展。主要内容包括:德国准备到2015年,共建造1000座加氢站,将为10×104辆氢燃料电池车提供氢气;德国在氢气来源方面,2020年以前主要来源于副产氢气和天然气制氢,2030年以后主要依靠煤制氢(集合CO2捕集)、风能制氢、生物质能制氢等。日本为了尽快研发、推广燃料电池车,采取了全额投入经费的办法,委托日本产业省(METI)的全资公司VEDO公司负责管理"日本氢能和燃料电池示范项目(JHFC)",该项目的目标之一,就是到2025年,在全日本建立1000座加氢站。     

中国规模化氢能供应链的经济性分析

    目的   文章研究规模化氢能供应链的经济性，未来十年，氢能作为战略能源将会重构社会的能源结构，并影响未来社会能源总成本。预测大规模氢能时代的制氢、储氢、输氢、分销、应用的成本，和市场化的趋势有着重要的意义。氢气由于高储运成本，用途、品质的多样性，氢气市场存在分层结构。分析氢能与常规能源的可比价格，提出原油当量价格(POE)的概念，预测未来氢能价格的合理区间。解决供应链问题是获得低成本氢能的关键，由此提出干线门站模式，解决绿氢的资源分布与长距离输送氢能的问题。    方法   利用平准化氢气成本(LCOH)分析模型，测算大型光伏制氢管道输氢LCOH，分析大规模可再生能源制氢输氢的经济性。利用氢能供应链的储、输、卸六个象限成本公式，分析气氢、液氢、固氢、有机氢、管道氢等不同储运技术，短距离氢储运成本，分析门站后输氢的场景和成本，预测短距离输氢的成本趋势。    结果   研究表明:我国有丰富的绿氢资源，随着投资下降，预计大规模绿氢管道输送的城市门站LCOH将低于2.0 RMB/Nm3，将成为未来主要的氢源。当前，氢储运技术气氢、液氢、甲醇、合成氨、有机氢、固氢、管道氢，随着规模的增加实现远距离输送。在现有的技术下，城市门站到终端的输送，氢短距输送（<100 km）测算成本都在1.2 RMB/Nm3以下，由此评估的氢能供应链的总成本，干线门站模式下氢能最终到达终端的价格约为3.2 RMB/Nm3，当量价格POE与汽油价格接近，考虑燃料电池的能效因素，氢能汽车在4.0 RMB/Nm3的氢价下，具有比汽油车更低的百公里燃料费用。    结论   因此，氢能作为战略能源，在无补贴的情况下实现中国氢能源的绿氢替代，在技术经济上是可行的。     

世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(下)

(续上期) 为促进可再生能源和新能源技术及相关产业的发展,为2010年我国实现可再生能源开发利用量超过1亿吨标准煤提供技术支撑,国家发改委确定了2005～2007年间将重点扶持的可再生能源和新能源高技术产业化专项重点,主要包括氢能、太阳能等五大领域.在氢能领域,专项重点为氢燃料的制取、存储、专用燃料电池的产业化等内容.     

简讯、小资料及其它

三月二十一日至三月三十一日,在杭州浙江大学召开了国际太阳能——氢能学术讨论会。会议代表有来自英国、法国、比利时等国和我国的学者,共约120人。会上收到了30多篇的学术论文和专题研究报告。会上,中外学者就太阳能、氢能利用技术的研究现状、进展情况、发展前景,进行了广泛而热烈的讨论,各抒己见,共同研讨。太阳能、氢能都是清洁能源,不会造成环境污染。尤其是太阳能的资源是无穷无尽的,不会枯竭。氢能具有比石油更佳的燃料特性,储氢金属的问世为氢能的广泛应用开创了有利条件。与会学者一致认为人类利用太阳能和氢能有广泛的前景;而且就其利用技术而言日趋成熟,成本亦在日趋降低中。可望不久的将来有可能达到工业性应用。     

氢能发展步伐加快

今年5月与6月,分别在北京和日本横槟召开了北京新能源论坛会和第15届世界氢能大会,参加会议的人数也达到历史最高水平(横槟会议有将近2000人参加)从这两个会议中可充分看到氢能的进展步伐在加快,国内外各厂商共展出了20多台燃料电池车。其中也包括了我国的燃料电池公共电动车,真可谓是盛况空前。由此可见,当今氢能技术已逐步被世人所接受,并逐步从单项氢能技术向“系统氢能技术”发展,这就意味着氢能将渗透入社会生活的各个方面。美国JPL、LANL,日本NEC、HITACHI,德国的SmatrtFuelcell同时开发出直接甲醇燃料电池,并用于手机、笔记…     

氢能利用与制氢储氢技术研究现状

介绍氢能的利用方式与发达国家的氢能规划,综述了几种工业制氢方法和储氢技术及其主要特点,并探讨目前的制氢储氢技术对未来氢能开发利用的影响。     

氢能产业发展前景及其在中国的发展路径研究

当前全球氢气能源化利用程度不高,主要用作炼油和化工原料。在全球能源革命与转型背景下,氢气作为能源利用的发展空间开始显现,其中氢燃料电池是其终端利用的重要方向。氢气制取与可再生能源相结合是今后的发展方向。美国、日本等发达国家高度重视发展氢能和氢燃料电池。美国在氢能产业实践中,形成了较为完整的推进氢能产业发展的法律、政策和科研计划框架体系,形成了国家战略引导、能源部主导技术研发以及各州因地制宜推广的产业发展局面。日本的氢能产业规模和技术水平位居世界前列,其氢能规划目标宏大,发展路线图系统详实,提出了2030年的具体量化发展目标。中国氢能产业发展总体处于起步阶段,燃料电池生产相关技术与设备与发达国家有较大差距,当前国内氢气主要来自煤制氢,"灰氢"变"蓝氢"面临技术及经济性挑战。综合考虑能源革命战略以及国家相关规划,未来中国氢能产业将分三个阶段逐步推进。为保障中国氢能产业发展,应加强顶层设计,做好氢能产业发展规划;过渡时期要重视蓝氢与绿氢供应协同,建立蓝绿结合的发展模式;重视氢燃料电池及储氢等关键技术攻关;进一步完善氢能产业相关技术标准、检测体系;发展进程中必须高度重视氢能产业安全。     

中国不同制氢方式的成本分析

氢能是我国能源系统大幅度低碳转型和实现2060年"碳中和"目标的重要技术选择之一。氢能来源广泛、高效清洁,碳排放主要来自于制氢阶段,不同制氢方式的制氢成本和碳排放强度存在较大差异。本研究以中国氢能生产现状和实际价格水平为基础,建立平准化制氢成本(LCOH)模型,测算了不同制氢方式的平准化成本和碳排放强度。研究发现,煤制氢成本最低为11元/kg,天然气制氢和工业副产氢成本在15～20元/kg之间,电解水制氢成本普遍在30元/kg以上,其中风电光伏制氢成本超过40元/kg。与煤制氢相比,各种新能源制氢技术减排成本在1000～4000元/tCO_2之间。敏感性分析表明,制氢成本的关键影响因素包括制氢设备年运行小时数、制氢原料价格,或者电价以及制氢设备投资成本等。     

氢能系统的综合效益分析

氢能系统分为生产、运输、储存、利用四个环节。分别对四个环节中的主要技术进行了分析比较,总结出了各技术路线所适合的方向,并以氢氧联合循环为核心提供一条清洁的氢能利用路线。明确整合工艺中主要技术及发展方向,为氢能的开发利用提供新的技术支撑。     

氢能产业发展过热，亟待有序引导

随着应对全球气候变化得到国际社会的广泛支持,以及主要国家纷纷提出"碳中和",氢能在国内外的热度逐渐增加。据不完全统计,目前我国30余个地区发布了氢能相关规划及政策。氢能存在转化效率低、经济性相对较差的固有不足,主要国家只是将其作为应对气候变化的长远技术选择之一。我国各地争相大规模发展氢能,不利于产业健康发展,亟待有序引导,遏制一哄而上的乱象。     

中欧氢能领域相关法规初步对比

氢能以其高效率的能量转化及零污染排放备受瞩目。但氢能也存在易燃易爆的危险,因此世界各国都对工业产品氢在生产、储运及使用等方面制定了严格的法律法规。通过对比我国和欧盟及德国在氢能领域的基本法律和安全生产与运输的相关法规,发现我国的法规和标准建设并不逊色于欧盟。但在某些方面存在一定差距,例如我国还没有专门针对氢领域从业人员安全保障方面的法规;我国针对氢安全生产的相关法规大都存在于设备、技术检验检测等法规中,没有针对性的法规;以前我国相关的氢能法规都是针对生产及使用规模较小的情况而制定的,随着氢能利用规模逐年加大,需要对现行法规进行修改或制定新法规;我国对法规的监督、管理还很欠缺,需下大力气建设、管理氢能法规。建议成立氢能法律和法规建设的专门机构,由相关学会承担起草提案工作,而政府部门应予以支持。     

2019年国内外氢能发展形势回顾及展望

2019年,全球氢能发展进入创新之年。在战略共识基本成形的基础上,各主要国家积极推进氢能技术研发、探索应用模式、推进基础设施建设。氢能在我国受到前所未有的关注,2019年氢能首次被写入政府工作报告、首次被纳入能源统计报表,各地发展热情高涨。本文从战略规划、技术、应用、基础设施、产业格局等方面,回顾了2019年国内外氢能发展形势,并对2020年氢能发展提出建议。     

氢,“能”天下

正氢能被看做最有希望为人类提供可持续发展动力的清洁能源。21世纪,中国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划。其中,日本的"氢能社会"、"人造太阳"引人注目。在具体应用上,氢燃料电池走在了前列。日本"氢能社会"进入21世纪以来,日本在氢燃料电池和氢燃料电池汽车领域成绩瞩目,成为引领"终极环保车"的时代先锋。日本在2013年5月安倍政府推出的《日本再复兴     

我国工业制氢技术路线研究及展望

文中主要对国内工业制氢领域已经进入成熟商业应用的技术路线进行对比研究,重点对制氢成本、原料来源和环境污染等方面进行分析。研究结果表明:在我国社会发展进入新时代,氢能源需求激增的条件下,采用化石能源制氢、化工原料制氢和工业副产物制氢都将受到高碳排放、引起污染和原料来源不可持续的影响,无法作为稳定的氢能供给来源。考虑可再生能源发电与电解水制氢结合,在有效解决风电和光伏发电消纳问题的同时降低制氢用电成本,应是未来我国氢能使用的最为可行的制氢方式。     

我国氢能产业初具雏形 成为世界第一产氢大国

<正>面对能源安全、环境保护等压力,发展氢能已成为能源转型共识。自我国将氢能写入《政府工作报告》以来,氢能产业已经成为资本市场和产业经济关注的重点。虽然我国氢能产业已初具雏形,但在顶层设计、核心技术、产业配套方面仍需迎头赶上。近期,氢能源成为各地产业布局的新亮点,不少地方纷纷推出氢能产