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打造“東方氫島”!青島大步奔向氫能時代

  發布時間:2020-12-15 08:20:00 下載在臨沂客戶端 論壇

  在碳中和目標確定以后,中國進入了全新的“減碳模式”。

  城市的爭相加碼布局中,氫能時代也漸行漸近,不再是遙不可及的未來。

  今年9月22日,在75屆聯合國大會期間,中國提出要提高自主貢獻的力度,力爭2060年之前實現碳中和。

  要想實現碳中和,大力發展氫能產業是優選路線。這是學界和產業界的共識。

  碳中和為氫經濟的強勢啟動帶來了契機。隨著《青島市氫能產業發展規劃(2020-2030)》的出臺實施,面向未來謀劃了打造“東方氫島”絢爛圖景和實現路徑的青島,有望在氫經濟的格局中扮演關鍵角色。

  12月14日下午,青島市政府新聞辦舉行新聞發布會,解讀《青島市氫能產業發展規劃(2020-2030)》(以下簡稱《規劃》)。《規劃》劍指打造“東方氫島”,提出在未來10年完善氫能產業鏈體系,打造國內重要的氫能產業基地,將青島打造成國際知名的氫能城市。 

  《規劃》提出到2030年,建成加氫站50座以上;投入運營30條以上氫燃料電池汽車公交專線,累計推廣燃料電池汽車達到8000輛;建成燃料電池軌道列車線2條以上;氫氣年消費量超過3億標準立方,培育超過20家規模以上氫能相關企業,5家年主營業務收入超過10億元的氫能相關企業,氫能產業年產值達到500億元。 

  未來10年,按下能源革命快進鍵的青島,大步奔向氫能時代。

  一場迫在眉睫的能源革命 

  氫能作為零碳能源,是人類能源的終極解決方案和能源革命的重要方向。

  氫不僅是宇宙中最為豐富的元素,還具備極具競爭力的能量密度,單位質量的熱值約是煤炭的4倍,汽油的3.1倍,天然氣的2.6倍。相比電力,可存儲的氫可以實現跨時間及地域的靈活運用。

  以綠色港口場景為例,以年吞吐量300萬標準箱測算,使用氫能每年可減少二氧化碳排放約2萬噸,減少二氧化硫排放約697噸。

  因此,在全球能源轉型過程中,氫是最佳的碳中和能源載體。氫氣可廣泛從水、化石燃料等含氫物質中制取,但能夠提供全程無碳的技術路線是有限的。

  “灰氫不可取,藍氫可以用,廢氫再利用,綠氫是方向”,工信部原部長李毅這樣概括制氫工藝路徑。

  具體來說,使用石化燃料制氫過程中無法避免碳排放,得到的是“灰氫”。在石化燃料制氫時,將二氧化碳副產品捕獲、利用和封存,從而實現碳中和,得到的是“藍氫”;通過風電、水電、太陽能可再生能源制氫,過程完全沒有碳排放得到的是“綠氫”。

  “2060年實現碳中和,意味著能源必須逐步過渡到以可再生能源為主。”中國工程院院士衣寶廉曾指出,為減輕電網壓力提高電網穩定性,應大力發展氫儲能,即電解水制氫。

  這是氫能生產的終極路徑。眼下,從發展趨勢來看,發展氫能產業,短期優先選用工業副產氫,中期采用化石能源制氫結合碳捕捉技術,長期采用可再生能源電解水制氫。

  豐富的化工副產氫資源,正是青島當前搶占氫能產業風口的先天優勢。 

  以董家口化工園區為例,海灣化學的30萬噸/年離子膜燒堿項目每年可貢獻副產氫氣1.1萬噸;金能科技規劃建設的2套90萬噸/年丙烷脫氫裝置,投產后每年可獲得約7萬噸高純氫氣;麗東化工每年副產氫氣4萬噸;青島煉化擁有3萬標準立方/小時和4萬標準立方/小時兩套制氫裝置,一套180萬噸/年重整裝置,年產氫氣量約14萬噸。

  山東港口青島港全自動化碼頭二期采用全球首創的氫動力自動化軌道吊,利用的正是化工企業提純后的工業氫,將氫收集起來作為動力,大大減少港口的碳排放。

  面向更加廣闊的未來,青島也清楚的認識到,氫氣資源比較單一或將成為未來發展的瓶頸。

  在《規劃》中,青島從供給側出發,提出探索氫能納入區域能源體系,在能源增量上鼓勵使用氫能和可再生能源;穩步提升制氫產業產能,完善氫氣生產、壓縮、儲存、銷售氫氣供應鏈;構建氫氣供應運輸體系,近期發揮董家口化工產業園區和平度新河化工產業園區的化工產業優勢,充分利用現有的工業副產氫,中遠期發展綠色能源制氫,保障氫氣供應。

  一場全球角力的競速 

  氫能正在以難以想象的速度改變和塑造人類文明的進程。這是全球能源格局和產業格局的角力賽。

  近日,法德已計劃在今年底前正式啟動與氫能源相關的“歐洲共同利益重大項目”。歐盟7月發布《歐盟氫能源戰略》,并成立“歐洲清潔氫聯盟”,計劃到到2050年將氫能在能源結構中的占比提高到12%至14%。韓國政府去年正式公布《氫能經濟發展路線圖》,將“引領全球氫燃料電池汽車和燃料電池市場發展”作為目標。日本政府早在2014年就制定了“氫燃料電池戰略路線圖”,

  數據顯示,占世界經濟總量70%的18個經濟體已制定氫能源發展戰略。氫能產業能力已經成為各經濟力未來競爭力的重要組成部分。

  2019年氫能源首次寫入《政府工作報告》,我國開啟氫能大發展元年,將氫能納入中國能源體系之中。

  據不完全統計,今年上半年,中央及各級地方政府出臺了37項氫經濟扶持政策,僅山東就出臺了6項相關配套政策。

  中國的氫能產業格局正在加速形成,初步形成了長三角、珠三角、京津冀等主要氫能產業集群。上海已形成了較為完善的燃料電池汽車產業鏈,如皋成為聯合國開發計劃署在中國啟動“氫經濟示范城市”項目的首個城市,佛山、云浮等地正在打造國內領先的燃料電池汽車核心部件研發生產基地,借助2022年冬奧會舉辦東風,張家口已成為國內氫能生態建設最完善的城市之一。

  根據氫云鏈發布的統計數據,2020年1至7月,中國氫能產業名義總投資金額超過1300億元;截至目前,中國累計推廣氫燃料電池汽車超過7000輛,建成加氫站70余座。

  山東省氫氣年產量約400萬噸,占全國產量的近1/5,地煉化工、煤制氫等產業都走在全國前列。但在這場能源結構的變革中,山東更需要破題綠色發展。

  日前,財政部、工信部、科技部、國家發改委、國家能源局聯合下發的《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》明確提出,在四年示范期內,采取“以獎代補”方式,對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關鍵核心技術產業化攻關和示范應用給予支持。

  山東決意抓住這一產業和能源變革先機,已經確定,由濟南、青島、濰坊、淄博、濟寧等組隊創建氫燃料電池汽車示范城市群。 

  是競速,也是協同。構建氫能城市群有助于在更大空間形成一個完整的產業鏈和產業循環。青島在《規劃》中提出,聯合“魯氫經濟帶”的主要城市,增進省內區域協同發展,實現跨區域的產業、政策、技術、資金方面的綠色低碳融合發展。 

  有基礎、有優勢、又準備 

  在這場產業和能源革命中,青島必須加快腳步,等不得、慢不得。

  青島是能源輸入型城市,一次能源全部從外部輸入,傳統能源資源持續供應能力受限。加快氫能的開發利用是推動青島高質量發展的重要手段,是建設具有國際競爭力的現代化產業集群的重要抓手,對保障能源安全、優化能源結構、改善大氣環境、創造新的經濟增長極具有重要的戰略意義。

  發力氫能產業,青島有基礎、有優勢、又準備。

  從應用場景看,青島同時具備汽車、軌道交通、發電供熱、港口碼頭等氫能應用示范全場景,為產業未來發展提供了廣闊的想象空間。 

  在青島國際院士港,甄崇禮院士領銜的氫能與燃料電池技術實驗室、氫能與燃料電池系統關鍵零部件制造兩個項目,被納入《山東省氫能產業中長期發展規劃(2020—2030年)》,成為山東省“十四五”期間氫能產業重大示范試點項目;燃料電池系統已進入整車應用測試。

  美錦能源在西海岸新區投資100億元建設美錦氫能科技生態園,包括氫能商用車整車、膜電極、燃料電池電堆和系統、燃料電池分布式能源等項目。

  中車四方股份公司研發成功國內首列氫能有軌電車;西海岸新區已啟動氫能公交示范項目,并配套建設加氫站;平度市同和高新區青島氫航動力有限公司氫能源無人機已投產下線,青島漢河氫能電源續建項目正在建設;總投資40億元人民幣的德國FCP公司氫燃料電池研發及生產項目落戶萊西經濟開發區……

  從研發力量看,青島坐擁科研實力雄厚氫能“智庫”。

  包括依托中國科學院過程能源所建立的山東能源研究院、中國石油大學、山東大學、青島海洋大學、山東科技大學、青島科技大學、青島理工大學等,并吸引了西安交大青島研究院、吉林大學青島汽車研究院、一汽青島汽車研究所等相繼落戶青島,為氫能產業的研發和應用提供了強大的人才和技術支撐。

  從產業協同來看,氫燃料電池是當前氫能轉換成動能和電能的最主要方式,而青島在新能源汽車產業上重兵布陣,已建成青島(即墨)汽車產業新城等新能源汽車技術研發集聚區5個重點園區。 

  搶占氫能發展高地,打造“東方氫島”,青島勢在必得。

  建設國家級氫能示范城市 

  “東方氫島”不是一個口號,而是要成為彰顯這座城市未來在全球能源格局中的地位的閃亮“名片”。

  什么是“東方氫島”?《規劃》進行了詳細的闡釋。

  “東方氫島”戰略既契合國家高質量發展要求,又符合青島新舊動能轉換需求,其發展路徑包括將氫能納入區域能源體系,統籌建設氫能基礎設施、保障氫氣供給,以創新驅動氫能產業發展,打造氫能產業聚集區和功能示范區等。

  “東方氫島”的發展內涵涵蓋了發展內涵主要包括示范應用維度、產業發展維度,創新發展維度、基礎設施維度等四個維度。

  聚焦示范應用維度,青島要建設國家級氫能示范城市。 

  重點在西海岸新區建設氫能示范區,拓展氫能在汽車、軌道交通、港口、供熱、化工、發電及備用電源等全場景應用領域。

  在青島港開展燃料電池港口機械、物流運輸示范應用,打造中國“氫港”。試點建筑用燃料電池熱電聯供系統,探索氫能供電供熱的商業模式。

  針對海島微電網,試點可再生能源制氫、燃料電池固定式發電、燃料電池備用電源等新模式,構建以氫能為主的分布式發電網絡。

  聚焦產業發展維度,打造高端氫能產業集群。 

  以西海岸汽車及零部件產業集聚區、萊西新能源汽車產業基地、青島(即墨)汽車產業新城等為依托,青島將發展燃料電池汽車產業,實施“燃料電池汽車領頭羊”行動計劃,培育一批具有國際競爭力的企業。

  發揮西海岸新區的化工產業優勢,發展規模化制氫產業、氫能化工產業,建設泊里氫能特色小鎮,打造國內乃至全球性的氫能國際合作平臺,建設新能源整車制造基地、氫能核心裝備制造基地、科創孵化中心基地。支持燃料電池軌道交通裝備制造業,將其打造成為青島氫能產業發展名片。

  聚焦創新發展維度,青島要培育國際化氫能創新高地。 

  整合青島氫能技術創新力量,聚集高端創新要素,建立科技創新支撐體系,重點突破燃料電池汽車整車開發、燃料電池動力系統集成、燃料電池電堆、核心零部件、關鍵材料等氫能核心技術,依托青島國際院士港等研發資源建設氫能與燃料電池核心技術孵化園區。

  創新人才引進模式,利用青島國際院士港等科創平臺吸引氫能領域專家、學者、產業技術人才來青島貢獻智力資源。利用好駐青高校群的科技人才集聚優勢,鼓勵校企合作、促進科技成果轉化,提高氫能行業科技創新水平。提升國際視野,加強交流合作,建立世界級氫能科創基地。

  聚焦基礎設施維度,青島要建設完善的氫能基礎設施。 

  根據氫能產業發展趨勢,有序地建設氫氣管網、氫運輸網絡、加氫站等氫能基礎設施,保障氫能消費終端的氫燃料供應。突破氫氣運輸難點,探索經濟效益高且安全的長距離氫運輸模式。建設氫氣管網,連接制氫企業和終端用戶,實現氫氣入企、氫氣入戶。引入物聯網、5G、大數據等新興技術,建設智慧、可靠、高效的氫能基礎設施體系。

  立體布局的“東方氫島” 

  這是山東省第一個正式印發的市級氫能產業發展規劃,也是青島市今后一段時期氫能產業發展的指導性文件。《規劃》對“東方氫島”進行了立體布局。

  開門問策,市發展改革委牽頭組織,先后多次調研各區市氫能相關產業發展情況及未來氫能產業發展方向,涉及氫能相關企業、單位20余家,舉行座談會10余場,邀請了甄崇禮院士、鐘志華院士和國家發展改革委能源研究所、中國鋼研院、山東能源研究院等業內知名專家開展論證咨詢、專家評審,經過網上公示、公眾參與等環節,最終成稿。

  《規劃》不僅從技術研發、供應體系、推廣應用和產業規模等4大類具體指標出發,分階段制定了2022年、2025年、2030年的預期發展目標,增強發展的指導性,還對“東方氫島”進行了全面的空間布局,實施“三區”協同發展,共同繪就青島氫能發展藍圖。

  在南部氫能創新發展實驗區,依托董家口化工園區的氫氣資源稟賦和化工產業基礎,在推動青島氫能創新發展方面先行先試。

  在中部氫能技術創新核心區,依托青島國際院士港、西海岸新區高校圈等建立人才引進新模式,吸引氫能領域專家、學者、產業技術人才加盟,構筑人才使用新格局。

  在北部燃料電池汽車產業聚集區,依托青島(即墨)汽車產業新城和萊西新能源汽車生產基地,集聚培育一批具有全球影響力的燃料電池汽車和燃料電池動力系統企業。

  系統謀劃,《規劃》還提出加快實施“六大工程”、實行六大政策措施,建立氫能產業專班制度,形成推進氫能產業發展合力,為產業鏈、人才鏈、資金鏈、技術鏈的構建和行業安全發展形成全方位保障機制。

  有基礎,有場景,有路徑,一副綠意濃厚的“東方氫島”的未來圖景,正在展開。(楊光)

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來源:青島日報    編輯:李兆敏

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