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各国氢能发展路线面面观
来源:中国能源报 澳门金沙网上正规赌场:2021-01-27 访问次数: 字号:[ ]

  编者按
  氢能成为当前炙手可热的“终极能源”,世界各国正积极布局。但不同国家和地区对于各自氢能发展的重点又有所不同。分析这些特点,发现其中规律,有助于推动我国氢能产业更好地找准国际市场,实现健康有序发展。
  氢能可实现跨部门、跨时间和跨地点的灵活转移能源,减少弃风、弃光、弃水,在向可再生能源转型中发挥系统性作用。日本、韩国、欧盟的氢能路线图均对氢能在移动端和固定端的应用、加氢站建设和氢气供应作了规划。氢燃料电池汽车(FCV)是氢能应用领域最为重要的一环。但各国(组织)燃料电池汽车的总量目标,车型选择,配套加氢站建设,以及氢气供应策略和固定端氢能应用重点方向各不相同。

  燃料电池汽车
  欧盟规模最大,韩国最重视

  日本、韩国、欧盟在路线图中均提出了FCV累计产量目标,它们之间存在数量级差异。其中,欧盟目标最为宏伟,计划至2050年累计生产5270万辆;韩国次之,计划至2040年累计生产620万辆;日本最低,计划至2030年累计生产80万辆。

  同时,日本与欧盟2030年FCV累计产量分别相当于当前汽车年产量的24%和22%,在本国(组织)汽车工业中的重要性相近;韩国与欧盟2040年的这一比例分别为154%和113%,韩国FCV的重要性高于欧盟。但韩国FCV严重依赖出口市场,2040年累计620万辆的FCV产量中有330万辆计划用于出口,其总量目标能否实现与国际FCV市场的发展息息相关。
  总的来说,燃料电池汽车产量规模欧盟 >韩国>日本,燃料电池汽车在本国(组织)汽车工业中的重要性韩国>日本≈欧盟。

  车型
  日韩侧重乘用车,欧盟商用车优先

  日本、韩国、欧盟均以汽车作为氢燃料电池在移动端应用最重要的领域,但选择的汽车类型各有侧重。燃料电池乘用车是日本和韩国的重点发展对象,丰田Mirai、本田Clartity和现代NEXO三款FCV已实现量产和商业化;而欧盟认为燃料电池乘用车与纯电动车竞争无优势,汽车领域应该优先发展行驶里程更长、负载更重的商务车、出租车、卡车等。

  从燃料电池汽车保有量在同类型汽车中的份额来看,日本虽然看好燃料电池乘用车的发展,但目标相对保守,规划2030年燃料电池乘用车保有量份额仅为1%;韩国目标相对激进,2040年燃料电池乘用车保有量份额为11%,且韩国更重视氢燃料电池在出租车、公交车、卡车市场的应用;而欧盟对各类型FCV的发展都很乐观,提出了较高的FCV保有量份额目标。值得注意的是,日本不断调整其氢能战略目标,以往对氢能的定位是“未来能源的终极解决方案”,但近来提“氢电共存”更多。
  此外,叉车是日本应用氢燃料电池的一大特色领域,2030年日本将累计生产1万台燃料电池叉车,占叉车保有量的8%。此外,日本、韩国和欧盟都计划研发氢燃料电池火车和船等,欧盟将率先于2030年替换570列柴油火车。

  加氢站规划
  韩国遥遥领先

  日本、韩国和欧盟国土面积差异较大,从加氢站密度来看,日本和欧盟相近,2030年加氢站规划密度均为0.1个/百公里;而韩国远大于欧盟,2040年韩国和欧盟加氢站规划密度分别为1.1个/百公里和0.3个/百公里。从加氢站服务能力来看,欧盟略高于日本,2030年欧盟和日本均站服务车辆数分别为1120辆/个和889辆/个;韩国远高于欧盟,2040年韩国和欧盟均站服务车辆数分别为2417辆/个和1420辆/个。综合来看,加氢站规划韩国>欧盟>日本。
  然而,与加油站相比,加氢站规划数量还远远不够。日本、韩国和欧盟加油站密度分别为2.8个/百公里、11.3个/百公里和2.2个/百公里,与加氢站规划密度存在数量级差异。

  氢气供应
  日韩依赖进口,欧盟青睐本土制氢

  日本、韩国和欧盟氢气供应策略存在差异。日本和韩国能源匮乏,未来氢能应用成规模后,氢气很大程度依赖海外供应。日本计划在2030年左右建成商业化规模化的国际氢供应链,年生产能力约30万吨(如果30万吨氢气全部用于发电,相当于一台核电机组的装机容量)。川崎重工已在澳大利亚投资试点褐煤制氢项目。与此同时,日本将在本土发展电解水制氢,充分利用正在快速扩张的可再生能源电力。韩国目前99%的氢气来源为化石燃料制氢,未来将大力发展工业副产制氢、高效电解水和氢气国际贸易。而欧盟选择本土电解水制氢和蒸汽甲烷重整/自热重整。具体采用哪种技术取决于技术发展和成本下降情况,并且因项目而异。
  若可再生能源电力和电解水系统成本大幅下降,则氢气来源以电解水为主;若碳捕集封存技术成熟且政策允许,则以蒸汽甲烷重整/天然气自热重整为主。

  氢能固定端应用
  日韩“偏爱”发电,欧盟全面发展

  固定端氢能应用主要包括固定式燃料电池、氢气热电联产发电、供热以及作为工业原料等。日本在家庭燃料电池方面取得了较大进展,已开展商业化应用多年,预计2020年达到盈亏平衡。同时,日本也在积极探索氢气热电联产和工商业燃料电池发电;韩国紧跟日本,计划大力发展氢能发电和家庭建筑燃料电池,提出了2040年实现工商业氢能发电装机量15 GW(相当于2018年韩国133 GW发电总量的11%)、家庭建筑燃料电池装机量2.1 GW(约94万户)的宏伟目标;欧盟则采取了全面发展的策略,到2050年,氢能应用中交通运输领域仅占30%,发电、建筑供电供暖、工业能源、工业原料占比将分别达到5%、25%、11%、29%。

  对我国启示
  因地制宜制定氢能发展策略

  我国氢能源丰富、市场空间广阔、新能源汽车推广经验丰富,在发展氢能与燃料电池方面优势显著。但同时也存在技术工艺水平较低、产业链建设薄弱、技术标准/检测体系滞后等短板。我国发展氢能与燃料电池要稳步推进、扬长补短、因地制宜,有针对性地制定发展策略。一是加强顶层设计,推动编制氢能发展路线图,健全产业标准体系和监管体系,引领产业健康可持续发展;二是攻克关键核心技术难关,建立完整的氢能与燃料电池产业链;三是实施试点示范工程,开展燃料电池汽车区域示范应用,推进储能、分布式能源等多领域氢能示范。

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