甘肃省氢能产业发展现状与对策建议

2024-12-05 00:00梁顺强孙晓东许鸿善姬嘉蔚
北方经济 2024年10期

摘 要:氢能作为可再生能源转化重要零碳载体,是推动我国能源转型发展、响应双碳目标要求、构建清洁能源体系的战略选择,也是我国实现绿色经济与可持续发展的重要引擎。甘肃省抢抓发展机遇,加快推动氢能产业发展,充分发挥风光资源禀赋和“一带一路”区位优势,依托能源变革带动区域经济高质量发展,打造成为我国氢能产业高地。

关键词:氢能产业 甘肃省 资源禀赋 区位优势

一、甘肃省氢能产业发展现状

氢能产业作为战略性新兴产业的重点发展方向和未来产业大力培育的对象,是拉动区域经济增长的新业态、新模式和新方案。目前甘肃省有涉氢企业50余家,涵盖氢能装备制造和制、储、输、用等领域,基本具备了完整的产业链基础,产业集中分布在酒泉、张掖、兰州等市。从全产业链角度分析,制备方面,酒泉青骐骥制氢设备规模达1.5GW、兰石集团1000标方碱性电解槽已投产,已具备绿氢核心设备制造基础。制氢方面,已投产项目规划产能14.78万吨,以天然气、石油、灰氢为主,在建项目规划产能8.55万吨,以绿氢为主。储氢方面,以高压气态储氢为主,建成投产项目储氢规模132千克,在建项目储氢规模1.4吨,氢气存储规模较小,尚不能满足下游稳定供应需求。输氢方面,以长罐车运输为主、管道输送为辅,已建管道9.2千米、在建管道10千米,主要为制氢与用氢企业在同一化工园区内建设。用氢方面,主要为外购灰氢,建成投产项目年用氢规模83.03万吨,在建项目年用氢规模7.45万吨。

(一)产业政策出台情况

近年来,省级层面出台《关于氢能产业发展的指导意见》《甘肃省新能源汽车产业发展实施意见》《关于培育壮大新能源产业链的意见》等政策文件,谋划制氢、氢存储、氢运输、加氢站、氢燃料电池“五位一体”的氢能产业园;市州层面出台《氢能产业发展规划(2021-2035年)》《氢能产业发展实施方案(2022-2025》《氢能产业安全管理办法(试行)》等产业政策和行业规范,重点从产业布局、企业培育、技术攻关、要素保障、示范应用等多维度考虑,加快推动甘肃省氢能产业科学规划、合理布局和健康可持续发展。

(二)产学研合作情况

省内高校、科研院所、智库和行业领军企业进行氢能及相关产业等关键技术攻关。兰白试验区联合创新研究院依托现有50余家企业、高校和科研院所的联合创新平台,建立“甘肃省氢能产业研究院”,协同共建单位开展氢能产业研究、技术创新等工作,聚集力量共同推进氢能产业高质量发展。兰石集团充分发挥甘肃省氢能装备技术创新中心和新型氢(氨)储能技术研发中心及示范项目产业资源集聚效应,吸引先进技术落地示范项目,开展产学研用等多种合作模式,促进氢能技术及装备技术突破并产业化;联合仙湖实验室成立兰石仙湖联合实验室,推进组建甘肃省氢能省级重点实验室。

(三)核心技术攻关情况

兰石集团在重点制备领域自主研发完成98MPa、50MPa高压气态储氢系列容器,达到国际先进水平;研发制造1000Nm3/h碱性电解水制氢装置和国内首套20kW常温常压固态合金储氢及燃料电池系统;自主研发了国内首台套45MPa离子液氢气压缩机,针对加氢机、压缩机使用情况,研发完成微通道换热器(PCHE),应用在加氢站等多个场景。甘肃省青骐骥0.1万标方/小时碱性电解水制氢设备项目已建成投产,成为西北地区规模最大的制氢装备核心材料电极生产、电解槽系统总成集氢能产、学、研平台为一体的综合性全产业链绿氢装备生产制造及研发基地。兰州新区石投集团建设的“液态阳光”项目,取得了电解水制氢催化剂、二氧化碳加氢合成甲醇催化剂和光伏发电-碱性电解水制氢-二氧化碳催化加氢制甲醇耦合3项完全知识产权的国际领先先进技术。蓝科石化依托“液态阳光”技术基础,成功建成2022北京冬奥会液态阳光加氢站示范项目,目前正在进行工业化、产业化标准站建设方案的制定。玉门油田采用传统蒸汽转化法制氢工艺,研制出2万标方/小时制氢装置,用于汽油加氢、柴油加氢等装置用氢,部分外输销售。

(四)产业项目实施情况

各市州立足资源禀赋和产业基础,抢占前沿阵地,纷纷加快布局氢能产业。酒泉市玉门油田可再生能源制氢和氢气输送管道工程等项目已建成投运,东方电气东洞滩综合智慧能源实验示范项目正在建设。武威市武威翌氢新能源科技红沙岗兆瓦级可再生能源制造项目预计2024年12月建成投用;民勤中顾智慧新能源绿电制氢合成氨一体化项目已开工建设。张掖市氢能零碳产业园落地制氢项目6个,其中,1个项目部分建成,3个项目加快建设。庆阳市石化公司纯度94.5%氢气回收项目建成投产,纯度99.99%氢气提纯项目2024年8月建成;龙源电力甘肃省公司环县6万吨/年新能源制氢项目开工建设。陇南市投资32亿元实施的50万千瓦风光储氢一体化示范项目加快推进。定西市总投资246亿元的氢能产业“一园两基地”项目,计划2021-2025年分批建设完成。平凉市安徽海螺新能源投资建设的氢能制储运用一体化项目组织招标。

(五)应用场景推广情况

各市州积极推进氢能在工业、交通、储能领域的应用,并不断加强场景应用的推广。在交通领域,庆阳市西峰区50辆氢能公交车已上线运行。镇原县氢能重卡装备项目已完成20台样车订购及调试,宁正、沙井子等煤炭矿区氢能重卡示范应用项目正在积极对接。在石化产业领域,甘肃省龙源零碳产业园项目正在开展前期建设。在氢储能领域,鼓励储能企业开展“多能互补+氢”“源网荷储+氢”等多种示范试点。张掖市探索新能源就地消纳渠道,购置30辆氢能客车,投放在市区公交、丹霞大景区直通、景区摆渡等领域搭建应用场景。中石油张掖公司配套建设的甘州区北三环加氢站设计日加氢能力500KG,一期设备全部安装完成,具备加氢调试及充装条件。

(六)基础设施建设情况

通过政府主导、企业参与模式,加快推进加氢站、输氢管道等基础设施布局建设,营造良好氢能发展环境。玉门油田建成一条直径200毫米、长度5.77公里、压力2.5兆帕、每小时输氢能力10000标方的输氢管道,向周边化工企业供氢。利用玉门油田炼厂富余灰氢,建成投运充装压力20兆帕、压缩能力3000标方/小时的氢气加注站,产品销往周边化工企业及新疆、青海、内蒙古等省区。庆阳永庆天然气公司董志镇撬装加氢站、中石油东环路加氢站已完成建设运营,其中庆阳永庆撬装设施加氢量500公斤/天,中石油庆阳销售公司东环路加油站设施加氢量500公斤/天。环县“四位一体”综合能源站加氢设施基础已完工,等待设备安装。

二、面临的挑战

(一)产业政策有待进一步完善

省级层面氢能产业中长期发展规划需要进一步健全,系统性、导向性、目标性的产业政策相对较少,涉及氢能产业发展人才、资金、技术等方面专项政策更是少之又少。氢能产业相关行业标准、技术规划、测试标准还需要进一步完善,且行业龙头企业、涉氢企业参与制定行业标准和技术规划力度不足,制约氢能产业发展。

(二)研发制造成本有待进一步降低

尽管目前整体上电解水制氢的成本稳中有降,但受新能源电价影响,电解水制氢成本(20元/千克)约为天然气制氢等灰氢成本(10元/千克)的2倍,制氢成本高,后期投资回收慢,产品市场推广难度大。同时,氢燃料电池汽车研发成本是传统汽车的数倍乃至10倍,特别是质子交换膜燃料电池,需要使用价格昂贵的铂金属催化剂,不仅导致电池成本增加,还受铂金属矿产资源约束。

(三)基础设施建设有待进一步加快

目前,国内外重视发展氢能产业的国家和地区,均把加氢站等基础设施建设作为氢能产业发展的突破口。甘肃省加氢站大多处于规划布局和前期建设阶段,虽然在2023年庆阳市省内首个加氢站建成投运,实现了零的突破,但目前站点数量极其有限、覆盖面也小;已建成的加氢站尽管投入运营,但尚不具备服务大量客户的能力。

(四)核心技术有待进一步提高

目前,甘肃省在氢能技术和研发上基础薄弱、人才匮乏。无论是电解水制氢核心技术,还是氢燃料电池核心部件研发层面都相当薄弱,特别是在碳纸、膜电极、催化剂等核心部件和材料方面依赖国外进口,需要大量政策、资金、技术、人才强力支撑,在一定程度上阻碍了氢能产业发展。

三、对策建议

(一)合理布局氢能产业

按照甘肃省建设氢能产业“一个走廊、两个示范区、两个基地”的总体布局,坚持“全省一盘棋”思想,在氢能产业发展规划、招商引资、项目布局等方面,统筹考虑各市州资源禀赋、产业基础和区位条件等,实施“因地制宜、差异化发展”策略,避免在盲目投资下低端无序竞争。发挥河西地区新能源资源禀赋优势,重点发展绿氢产业,加快打造绿氢生产及综合利用先行示范区;依托平庆地区油气资源优势,重点发展灰氢和蓝氢产业,推动氢能——多能互补综合能源示范区建设。争取1-2个国家级新能源制氢领域示范项目落地甘肃省,整合全省绿氢资源,推动氢能产业全链条发展。

(二)强化产业政策扶持

持续优化发展环境,强化涉氢产业政策支持,研究出台氢能产业发展中长期规划及配套政策,对氢能产业技术人才、重大投资项目、核心技术攻关、推广应用、基础设施建设等方面予以支持。对符合条件的涉氢企业自主研发的技术领先产品推广给予首台套等政策支持,推动形成规模效应。学习其他省区做法,积极创新管理模式,制氢加氢一体站不再限制于化工园区。明确太阳能、风能等可再生能源电解水制氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。探索氢能汽车通行高速公路费用全免,鼓励城市对氢能汽车城区不限行。

(三)开展核心技术攻关

结合河西地区风电光伏建设项目,研究大规模低成本可再生能源制绿氢技术。依托甘肃省兰石集团、甘肃省青骐骥等企业研制高效电解水制氢设备、大容量高压气态储氢设备、70MPa车载储氢瓶、加氢设备等装备,推进基于绿氢的大规模甲醇反应装置、合成氨反应装置的研制。依托玉门油田等企业在建的纯氢输送管道、天然气管道等项目,研究纯氢管道输氢、天然气管道掺氢技术和安全标准。支持开展大规模氢(氨)储能、燃料电池发电及氢内燃机发电等技术研发。鼓励兰州大学、兰州理工大学等有关高校和中科院兰州化学物理研究所等科研院所开展光解水制氢、高效催化、固态储氢、生物质和核能制氢等前沿技术研究。

(四)加快基础设施建设

优先在可再生能源丰富、氢能资源有保障、应用场景有潜力的地区规划建设制氢、储运、加注等基础设施,构建安全、稳定、高效、供需平衡的氢能供应网络体系。依托资源合理布局制氢基地,在可再生能源富集的河西地区开展可再生能源电解水制氢试点示范,建成具有一定规模的绿氢生产基地。结合实际稳步构建储运体系,在制氢量较大的地区开展储氢基地建设,探索高压气态、低温液态等大规模储氢方式。各市州根据当地实际,以氢燃料电池汽车需求为导向,以供需平衡为原则,在依法依规、注重安全的基础上,合理布局加氢站建设。

(五)支持本土企业发展

支持本土涉氢企业优势互补、资源共享、抱团发展,引导省内涉氢项目实施主体在同等条件下,优先使用本土涉氢企业原料、用工、产品等,推动产业链供应链协同发展。支持涉氢企业与科研机构、高校开展研发领域合作,促进高精尖科技成果转化应用。鼓励兰石集团、甘肃省青骐骥等氢能制备企业在工业企业、工业园区推广煤制氢、工业副产氢制氢及氢气纯化工艺技术研究及集成应用。聚焦氢燃料电堆、氢燃料电池等产业链关键环节,引进一批关键核心项目,吸引外资、国有、民营及社会资本多渠道参与,加快建设氢能产业集群。

(六)加快应用场景建设

积极拓展氢能应用场景,加快推动氢能在工业、交通、储能、发电等领域应用。化工行业推广以绿氢作为生产原料、燃料的低碳转型升级示范,引导有关企业规模化使用绿氢生产合成氨、甲醇。鼓励冶金行业探索绿氢冶金技术研发应用。推进加氢站建设和氢燃料电池汽车应用,重点推广氢燃料电池商用车应用。鼓励有自备线路的工矿企业探索使用氢燃料电池机车。积极推进储能领域示范应用,重点在河西地区布局大规模可再生能源制氢储氢一体化示范工程,培育“风光发电+氢储能”一体化应用模式。因地制宜开展氢电融合的微电网示范和氢能热电联供应用示范。

参考文献:

[1]甘肃省人民政府办公厅关于氢能产业发展的指导意见[OB/OL].甘肃省人民政府公报,2023-01-20.

[2]周文静. 2023聚焦两会[J].电气时代,2023(4):14-22+24.

[3]徐强,余鑫星.推动浙江氢燃料电池汽车产业发展[J].浙江经济,2021(12):66-67.

[4]张文博.甘肃省首条中长距离输氢管道在玉门油田开工建设[N].甘肃省日报,2022-04-24.

(作者单位:甘肃省工业经济和信息化研究院)

责任编辑:张莉莉