内蒙古自治区氢能产业发展现状分析及展望

2024-11-06 00:00:00白音胡张烜宁
中国资源综合利用 2024年10期

摘要:主要概述内蒙古自治区氢能产业现状,分析内蒙古自治区氢能产业发展面临的问题,如标准体系不完善、基础设施薄弱和消纳手段不足等。针对这些问题,提出相应的对策,旨在促进内蒙古自治区氢能产业健康发展,为实现内蒙古自治区能源结构转型升级的目标做出贡献。

关键词:氢能产业;基础设施;储运成本

中图分类号:F426.2 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2024)10-0-03

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Analysis and Prospect of the Hydrogen Energy Industry Development Status in Inner Mongolia Autonomous Region

BAI Yinhu, ZHANG Xuanning

(Inner Mongolia Institute of Special Equipment Inspection and Research, Hohhot 010000, China)

Abstract: This article mainly summarizes the current situation of the hydrogen energy industry in Inner Mongolia Autonomous Region, analyzes the problems faced by the development of the hydrogen energy industry in Inner Mongolia Autonomous Region, such as incomplete standard system, weak infrastructure, and insufficient consumption methods. To address these issues, corresponding measures are proposed with the aim of promoting the healthy development of the hydrogen energy industry in Inner Mongolia Autonomous Region and contributing to the goal of transforming and upgrading the energy structure of Inner Mongolia Autonomous Region.

Keywords: hydrogen energy industry; infrastructure; storage and transportation costs

能源是推动社会发展的重要动力,但是化石能源的过度开发带来了一系列严重的环境问题,影响了世界各国的经济发展和社会稳定。为应对日益严峻的环境形势,保障国家能源安全,早日达成“双碳”目标,国家发展和改革委员会、国家能源局印发了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,进一步明确国家的氢能发展战略[1]。

为响应国家战略、大力发展新兴绿色产业,内蒙古自治区(以下简称内蒙古)先后出台了《内蒙古自治区人民政府办公厅关于促进氢能产业高质量发展的意见》《内蒙古自治区“十四五”能源发展规划》《内蒙古自治区新能源倍增行动实施方案》等一系列政策支持氢能产业发展,风光一体化制氢、加氢站等项目在全区加速开发和建设。在此背景下,概述内蒙古氢能产业发展现状,分析目前内蒙古氢能产业存在的问题,并提出相应的对策,以进一步促进内蒙古氢能产业发展。

1 内蒙古氢能产业发展现状

1.1 立项多但投产少

2022年,内蒙古自治区能源局公布的自治区风光制氢一体化示范项目清单如表1所示。根据实地调研走访,目前实际投产的仅有华电公司的华电正能圣圆风光制氢一体化示范项目,其余项目基本处于建设甚至停滞阶段。华电公司项目能够顺利投产的重要原因是其拥有自有场景与协议场景,产出的氢气能够就近消纳,用于当地加氢站、自用氢能重卡及后续建设的煤焦油深加工项目。

1.2 电解水制氢仍以网电为主

2024年2月,内蒙古自治区能源局、内蒙古自治区应急管理厅、内蒙古自治区工业和信息化厅联合发布《关于加快推进氢能产业发展的通知》(以下简称《通知》)[2]。《通知》解除了对于可再生能源电解水制氢项目和制氢加氢站在非化工园区建设的限制,促进了内蒙古氢能产业发展。然而,对于2024年

前开工建设的电解水制氢项目,因其位于化工园区,距离风光电站通常有几十千米,企业难以承受输电线路建设的投资成本。这使得制氢工厂只能使用化工园区综合电价,难以获得低廉的风光电价,导致制氢成本高达每千克35元;而化石燃料制氢的成本仅为每千克9.73~13.70元[3]。可见,现有条件下的电制绿氢成本难以与传统化石燃料制氢成本竞争。

1.3 氢源与消纳场景联动不足

乌海市加入张家口等城市共同组建的燃料电池汽车示范应用城市群,目前在大力推动氢能发展,并已筹建多个加氢站项目。同时,乌海市内试运行氢能公交已有50辆,未来计划继续购入200余辆氢能汽车。但乌海市面临缺少本地氢源的问题,导致大部分氢气站无法加氢,目前氢能公交主要采用电动模式。而阿拉善盟乌斯太工业园区拥有充沛的氢源,同时绿色制氢发展潜能巨大。目前,正在积极串联乌海氢源需求与阿拉善的氢产能,初步形成了“阿氢乌用”建设思路。

2 内蒙古氢能产业发展面临的问题

2.1 标准体系仍需完善

中国氢能技术国家标准与行业标准共计207项。其中,国家标准110项,行业标准97项,国家标准与行业标准数量比例接近1∶1。而美国和日本氢能标准分别为147项(31项国家标准、116项行业标准)和82项(27项国家标准、55项行业标准)[4],国家标准与行业标准数量比例分别为1∶3和1∶2。这从侧面表明我国氢能产业发展不足,企业和产业联盟缺少生产数据和经验,在标准立项方面发挥作用不足,氢能标准体系有待完善。

2.2 基础设施薄弱

加氢站是氢能产业链建设上至关重要的一环,无论是氢燃料电池车的运营还是长管拖车运输氢气都离不开加氢站这一中枢环节的支持[5]。内蒙古已批复加氢站32座,已建成10座固定式和撬装式加氢站,而实际投入使用的仅有乌海市纬七街加氢站和鄂尔多斯市汇能正和加氢加气一体站。我国输氢管道建设尚处于起步阶段,国内已建成纯氢输送管道不足200 km。

内蒙古输氢管道全部处于立项和建设阶段,尚未投入使用。氢能基础设施的缺乏导致输氢与用氢成本高昂,使得内蒙古的风光绿氢得不到充分利用,且难以“蒙氢外用”,直接阻碍了内蒙古氢能产业的发展。

2.3 储运成本限制储运能力

内蒙古氢能产业的发展正面临储运成本较高的挑战,由于氢气密度非常小,单车氢气运输量少。目前,输氢长管拖车的单位质量储氢密度仅为4%左右,导致运输效率低、成本高,这一成本在整个氢能产业链中的占比为30%~40%,而且随着运输距离的增加,这一比例仍会大幅提升,这直接影响着氢能产业链的降本空间和规模化发展。内蒙古特别的地理形状与广阔的面积,使得这一问题更加突出。

2.4 消纳手段不足

目前,内蒙古氢能利用场景较为匮乏,以氢能公交、重卡、场地叉车等为主。目前,内蒙古交付使用的项目有华电氢能公司与北奔重型汽车集团合作,在包头达茂旗交付15台氢能重卡和乌海市试运行氢能公交50辆,而家用燃料电池车应用领域为空白。氢的工业应用方面,天然气掺氢燃烧、氢内燃机和氢冶炼仍处于实验室和示范阶段,化工合成则仍以化石燃料氢为主要原料[6]。内蒙古范围内的氢气消耗量难以匹配各“绿氢”项目的产氢量,这是内蒙古各大风光制氢项目无法满负荷运行甚至停工停产的直接原因。

2.5 氢能安全知识亟待普及

随着内蒙古氢能产业的快速发展,普及氢能安全知识对于提高公众意识、加强从业人员培训、制定有效的安全管理措施和应急预案至关重要。目前,许多城镇居民与潜在的氢能消纳企业,对氢能使用安全认知不足,给氢能产业的发展带来了负面影响。

3 内蒙古氢能产业发展对策

3.1 推动氢能立项,完善标准体系

氢能被誉为21世纪最具发展潜力的清洁能源,但其高投资、高风险的特点阻碍了氢能产业的发展。为此,内蒙古政府应进一步推动氢能领域科技立项,以中央引导地方资金、发展和改革委员会“首台套”奖补等形式资助企业,降低其生产运营成本,提升生产积极性,从而积累生产数据与经验。同时,内蒙古政府应鼓励氢能企业与科研机构、高等院校组成创新联合体,合力开展氢能标准立项工作,力求团体标准和行业标准数量增加,技术类别覆盖度提升,完善氢能产业标准体系。

3.2 加大基础设施建设力度,开发天然气掺氢技术

加大对加氢站和输氢管道等基础设施的投入力度,合理规划加氢站和输氢管道的布局,实现收益最大化。支持“油、电、氢”混合加氢站和制氢加氢一体化站点的建设,保障加氢站的盈利能力。由于基础设施规划和建设的周期长且投资成本巨大,为解决现有氢能的消纳问题,建议积极开发天然气掺氢技术。升级改造现有天然气管道,使其能够输送掺杂一定比例氢气的天然气,是现阶段低成本解决氢气输送和消纳问题的有效手段。

3.3 运用技术手段降低氢能产业的储运成本

积极推动与国内外相关领域科研院所合作,引进先进技术,从固态、液态、气态3个方面的氢储运方式入手,探索受运输距离影响小、综合运输成本低的可市场化运氢储氢方案。充分利用内蒙古资源优势,发展固态储氢,推动Ⅳ型储氢瓶、液态储运技术在内蒙古开展示范项目。

联合生产端与消纳端相关氢产业链企业,打造一体化生态,通过氢能产业生态推动储运技术发展,推动多种先进储运氢技术的示范项目落地,加速探索适合自治区氢能发展的储运介质与方式,为氢能产业整体发展补链强链。

3.4 将消纳列入项目规划中,积极探索新应用场景

在项目规划时,应充分考虑水源、风光电站以及消纳场景的距离,降低输送的难度和成本。同时,建议上游制氢企业与下游应用企业联合申报立项,签订消纳协议,提前设计氢气的消纳场景,保障项目的盈利能力。

建议政府发挥主导作用,积极协调企业与科研院所搭建联合创新体,多方驱动前沿技术的创新开发。鼓励开发天然气掺氢燃烧、氢内燃机、绿氢制氨制甲醇等氢能应用技术,拓展氢能应用场景,推动氢能应用示范项目落地。

3.5 拓宽公众对氢能安全知识的认识途径

为提升公众对氢能安全知识的认识,可以组织专门的氢能安全意识培训课程,以及氢能安全知识讲座和研讨会,邀请行业专家和学者与公众直接交流,解答公众的疑惑,增强公众的安全意识,帮助公众更好地理解氢能源的性质和安全使用方法。

4 结论

内蒙古正处于氢能产业发展的关键时期。深入分析内蒙古氢能产业的发展现状,阐述在项目实施、氢源与消纳场景联动等方面存在的挑战,并提出了一系列切实可行的对策,包括优化审批流程、加强基础设施建设、引进先进储运技术以及开发氢能应用场景,能够为内蒙古氢能产业的可持续发展提供战略指导,加速能源结构的转型升级,为实现国家“双碳”目标贡献力量。

参考文献

1 国家发展和改革委员会,国家能源局.氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)[EB/OL].(2022-

03-23)[2024-07-03].https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/ghwb/202203/t20220323_1320038.html.

2 内蒙古自治区能源局,内蒙古自治区应急管理厅,内蒙古自治区工业和信息化厅.关于加快推进氢能产业发展的通知(内能源油气字〔2024〕126号)[EB/OL].(2024-02-16)[2024-07-03].https://nyj.nmg.gov.cn/slh/zfwj/202404/t20240422_2497996.html.

3 胡晓雨,曹伟炜,余 浩,等.中国氢能产业链发展现状[J].电力勘测设计,2024(3):12-17.

4 施文博,蔡淳名,李德威,等.ISO/IEC、美日中氢能技术标准化体系比较与建议[J].化工进展,2022(12):6275-6284.

5 祁 婧,黄占兵.推动内蒙古氢能产业健康可持续发展的思考[J].北方经济,2022(5):45-48.

6 邹才能,李建明,张 茜,等.氢能工业现状、技术进展、挑战及前景[J].天然气工业,2022

(4):1-20.