《零碳中国·氢能蓝皮书》重磅首发:以实现碳中和为目标的未来能源

|腾研报告 作者:腾讯研究院 2021-11-18

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2021年11月8日,由生态环境部应对气候变化司、国家能源局新能源和可再生能源司、中国科学院大学指导,中国投资协会主办的“2021碳中和与绿色投资大会”在上海隆重举行,作为第四届中国国际进口博览会的高端配套活动之一,大会云集来自国家部委、地方政府、行业组织、科研机构、大专院校、投资机构以及企事业单位的高级别代表200余人,共同探讨“双碳目标”背景下和绿色投资引领下的零碳科技创新与零碳产业发展。
2020年1月,中国投资协会牵头发起《零碳中国倡议》,并在倡议理念的指导下开展实现“双碳目标”的路径研究。 能源的零碳化是实现碳中和最重要的内容。 氢能作为一种取之不竭、来源广泛、高能量密度的清洁能源,可逐步替代石油、天然气等大宗、战略性能源商品,保障能源安全和多元化,氢能同时也是一种非常灵活智慧的二次能源载体,是唯一可以耦合电网、热网和气网的能源,是形成高效、安全、稳定的多能互补能源系统的理想能源品类,是未来实现碳中和的突破性解决方案。 但从产业发展阶段来看,氢能产业整体处于早期发展时期,期望值远高于产业发展实际和技术成熟度,需警惕低质量发展、低水平扩张和盲目投资的风险。
基于此,中国投资协会能源投资专业委员会联合腾讯研究院共同编制了 《零碳中国·氢能蓝皮书》 (简称《蓝皮书》) ,并在“2021碳中和与绿色投资大会”隆重发布了《蓝皮书》的执行摘要。

在全球碳减排的趋势背景下,各国对于发展氢能产业的热情空前高涨,不同的国家均认可氢能在未来能源领域具有潜在的价值和广泛的应用。 发展氢能可从根本上缓解我国大量进口油气资源带来的能源安全问题,其可作为储能介质的特殊属性可促进大规模可再生能源的快速发展,在终端消费电气化无法触及的化工原料、燃料和非道路 (远距离) 交通等领域的深度脱碳方面具有明显优势,在推动能源变革、培育战略性新兴产业市场、加快产业机构调整和经济转型等方面也将发挥巨大作用,是我国实现“双碳目标”的重要手段。
自2019 年氢能首次写入《政府工作报告》以来,国家层面已发布多项政策文件鼓励和支持氢能产业发展,北京、上海、广东、江苏、山东、河南等超过四十多个省市也纷纷出台了氢能和燃料电池支持政策,氢能产业逐步形成了逐步形成以上海为中心的长三角氢能产业集聚区、以北京为中心的京津冀氢能产业集聚区、以佛山为中心的珠三角氢能产业集聚区、以成都为中心的西南产业聚集区,以武汉为中心的中部产业聚集区和山东产业聚集区等产业集中区域。
目前,我国氢能生产仍以煤制氢为主,占比超过60%,工业副产氢和天然气制氢约占35%,电解水制氢产量不足1%。 但随着以光伏、风电特别是海上风电为主的可再生能源的成本进一步降低和解决弃风弃光现象的切实需要,以及氢能市场发展带来的消费需求,碳中和背景下对于绿氢的需求将爆发式增长,通过可再生能源制取绿氢将成为未来氢能生产方式的主流。
从消费结构看,我国多数氢气用于合成甲醇、合成氨和石油 炼化,少量作为工业燃料使用,交通领域需求量占比<0.1%,可以忽略不计。 在碳中和发展大背景下,氢能将在实现大规模、高效可再生能源消纳、在不同行业和地区间进行能量分配、充当能源缓冲载体、提高能源系统韧性、降低交通运输过程中的碳排放、降低工业用能领域的碳排放、代替焦炭用于冶金工业降低碳排放、降低建筑采暖的碳排放等领域得到更多的应用,发挥更大经济效益和社会价值。
氢能作为新兴能源,在我国仍处于产业发展初期,其政策和市场环境尚未建立,亟需出台正式的、从能源角度定位的、国家层面的氢能中长期发展战略规划; 绿氢制备的稳定性、经济性和技术成熟度都有待进一步发展和探索; 发展氢能最大的挑战在氢的储运,特别是长距离、大容量、低成本的储运方式和技术尚未实现产品化,大规模的氢能应用将面临较大考验; 加氢站商业模式有待进一步探索,审批监管流程不明确、成本高昂、市场需求有限造成加氢站盈利能力严重不足,整个加氢站投资、建设、运营的商业模式仍未建立。
《蓝皮书》对我国氢能产业的发展也提出了针对性的建议,包括完善氢能管理体系、技术标准体系,激励技术创新,突破卡脖子环节; 加强人才培养,鼓励人才引进; 鼓励社会资本进入,成立产业基金,加大投资力度等,并创新性提出大力发展“风光氢化”协同战略,加快产业转移的解决方案,建议将冶金、化工等高耗能企业或生产环节转移到西北、东北、华北、西南等可再生能源资源禀赋丰富地区,利用沙漠、荒漠、戈壁滩等荒地资源建设大规模化“零碳工厂”,通过源网荷储一体化、多能互补配合水电解制氢,有效解决耗能企业的清洁能源供给,同时解决可再生能源大规模消纳储存问题,将生产的绿氢就地保障工业氢气需求,大力发展绿色冶金、绿色化工, 助力最难减碳的钢铁、化工行业实现碳中和。
氢能的诸多优势注定其必将在未来能源体系中占据重要地位,只有不断围绕关键问题进行突破和完善,才能保证氢能产业的良性可持续发展,希望通过本《蓝皮书》,为氢能及先关领域的从业者、投资者和政策制定者提供参考和借鉴。
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