依托“三北”，“氢”装上阵

文／罗佐县

中国未来10年或将经历“三氢并行”时期，跨区域输氢、氢储能及智能优化是区域布局的核心。

●我国氢产业推进从终端消费布局开始，其中助力冬奥，燕山石化可谓“氢”尽全力。摄影/李雪

目前，我国氢产业推进已从终端消费布局开始。2020年底有超过7000辆燃料电池商务车进入示范运营，这些车辆分布在北京、上海、广州等36个城市，数量较2018年实现翻番。2020年之前氢燃料车型以中轻型客车、公交车和中轻型物流车型为主。2020年之后由于燃料电池发动机技术进步以及效率大幅改进，适应多种场景用途的氢燃料电池车开始投入使用，进一步扩大了应用面。总体看，燃料电池汽车正在向包括长距离运输及大功率在内的多元方向发展。

接下来，我国氢产业发展估计要经历10年的“三氢并行”发展时期。目前的加氢站布局处于快速增长期。由于发展基数相对较小，这一时期氢能交通燃料需求增速预计会比较高。风电、太阳能发电装机容量密集地区比如“三北”（华北、东北、西北）地区由于存在弃风、弃光现象，估计业界会考虑依托弃风弃光电量发展一批小型绿电制氢示范项目。这些项目的重要用途一方面是替代产地附近的灰氢，另一方面也是为将来氢能大规模推广应用做好技术和商业准备，属于探路工程。考虑到碱性电解槽等绿氢关键设备这一时期或将不能完全实现大规模量产，所以，业界将发展重点放在建设示范项目以探索未来氢能发展模式方面是较为稳妥的。但这个窗口期依据各类技术进入成熟期的判断，最多持续10年。这一时期的氢能供应基本以就近供应为主，氢能项目将会“遍地开花”，除小规模近距离的输送之外，大规模、远距离的跨区域运输量应该比较小。

三大特征系区域布局核心

绿氢时代跨区域输氢、氢储能及智能优化三大特征是区域布局核心。

全国各地虽然都有绿电资源分布，但分布不平衡。风电、太阳能发电作为主体绿电，主要分布在三北地区。而国内经济发达地区集中在中部及东南部地区，这一地区风光电资源禀赋不及三北地区，这种经济格局决定了氢在不同区域之间跨区域转移的必要性。由此判断未来氢经济时代我国会出现类似已有能源通道的“西氢东输”“北氢南输”之类跨区域输送的工程。考虑到建设跨区域的长距离氢气输送管道将耗费大量成本，可借助天然气管网掺氢形式实现氢气运输。就未来天然气供应形势看，国内的东北、西北、华北皆是重要产地。此外，考虑天然气发电是未来可再生能源电力系统稳定性的重要调峰支撑，未来围绕可再生能源分布的天然气发电一定会发展起来，这就决定了未来的天然气管网建设需要保持相应跟进。这样，依托天然气管网布局的氢输送体系也就可以建立起来，且这个体系与已经建成的天然气管网互联互通，可以实现跨区域输氢。

在可再生能源份额持续提升的形势下，保障电力系统稳定的各项技术和手段都将被悉数派上用场。氢能的一个重要功能就是氢储能发电。该项技术利用氢气作为能源储存介质，在电力生产过剩时使用冗余电力制造氢气并储存，在电网电力供应电力不足时将储存的氢气通过燃料电池再次转化成电力。三北地区是风电、太阳能发电大户，同时全国各地亦有不同程度装机容量分布。此外水电、核电等其他非化石能源在全国的分布也是新型电力的重要力量。考虑到全国各地都有不同程度的绿色能源分布，因此从区域角度看，各地不同程度地拥有基于风电、太阳能发电、水电甚至核电的氢的生产和供应能力。氢的产供储销体系一旦建立，氢的储能介质功能的发挥可以成为可再生能源电力体系实现自稳定的重要支撑力量之一。

在智能优化方面，一方面需要提倡氢能在产地以交通燃料、工业原料形式就近消费，以节约氢气运输成本，为本地生产和生活提供低成本氢原料以及氢消费品；另一方面需要创造条件发挥好氢储能介质属性，稳定本地可再生能源为主体的电力系统。在满足以上两个条件的基础上，再来考虑通过电网以及天然气管网或者氢网将氢气外送。实现这一目标需要较高的技术支撑。换而言之，氢能的产供储销统筹优化非常关键，对智能化的程度要求会非常高。

氢时代氢能项目四大工程

以三北、长江中下游地区为代表的氢走廊工程。三北地区将来是中国的绿电基地，自然也是未来的氢基地。本着就近消费与鼓励自用的原则，三北地区应尽可能拓宽渠道消费本地氢，通过替代本地工业部门灰氢、蓝氢，为本地用户提供氢能交通燃料，再继续延伸至各民用领域。其中比较有代表性的实现路径就是创建“三北”地区交通氢走廊工程，依托氢走廊建设本地区氢能交通运输线，成为西北、华北、东北地区交通生命线，丰富地区之间的经济联系，并继续向丝绸之路经济带地区延伸，创建新的氢经济增长点。长江经济带目前已有创建地区氢走廊的发展规划，建设基于绿氢的氢能交通线，与长江经济带绿色廊道建设目标高度契合，理论上非常有生命力。

依托天然气管网的氢气跨区域输送工程。目前上海、浙江省和江苏省等长三角地区、广东省的珠三角地区以及京津冀、海南、山东等30余个省、市出台了支持氢能产业发展的地方性政策百余项，提出了各自的发展重点，初步形成了长三角、珠三角、京津冀、山东半岛及中部地区等氢能产业集群和示范应用。截至2019年底，上述地区加氢站52座已投运；在商业示范区运行的燃料电池商用汽车近4400辆，规模居国内前列。从目前地区经济发展形势及资源条件看，中部地区将来可在经济发展过程中扮演中国氢能输送的枢纽和中转站，承接和传输来自各方的氢源。考虑毗邻三北，且天然气管网动脉通过中部地区，因此在将来中部管网继续丰富扩建基础上的“北氢中送”成为可能的氢输送重点工程。

天然气气源集中地的蓝氢制氢工程。绿氢成为主体氢源之后，蓝氢并不完全失去市场。考虑到国内外中长期天然气供应充分，依托天然气制取一定的蓝氢可能性完全存在。依托国内天然气管网沿线地区气源供应以及东部的LNG接收站气源可能会发展起一定的天然气制氢项目。预计将来在内地及上海、广东、山东等LNG气源供应充分地区都会建立起相应的基于天然气制氢的蓝氢项目，形成氢气运输线“蓝氢互动”局面。

在三北、西南等地上马一批氢储能工程。发展新型电力系统改变了中西部在中国经济版图的经济地位，中西部的能源供应潜力将被进一步开发。在风电、光电、水电集中的地区尤其是中西部地区建设一批集电网、储氢设施、加氢站、氢走廊于一体的氢储能工程，与天然气发电、可再生能源发电共同形成支撑区域稳定发展的电力供应系统。