寫稿
投稿
與東京奧運會部分火炬使用氫燃料相比，北京冬奧會用氫代替了所有的火炬燃料，張家口的火炬也是世界上第一次使用綠氫。這使得氫作為一種能源產(chǎn)品進入了公眾的視野。
根據(jù)氫氣的生產(chǎn)方式，可分為灰氫、藍氫和綠氫，分別是化石能源制氫、二氧化碳捕集和封存設(shè)施的化石能源制氫和可再生能源電解水制氫。藍氫和綠氫被認為是實現(xiàn)零碳排放的關(guān)鍵能源品種，已被許多國家列為新能源的關(guān)鍵發(fā)展。
在北京冬奧會制氫廠，藍氫和綠氫的比例相當。然而，這些氫氣的生產(chǎn)成本相對較高，冬奧會后很難直接進入商業(yè)運營。
氫能可用于交通、工業(yè)、發(fā)電、供熱等領(lǐng)域。除了以氫為火炬燃料外，北京冬奧會還投入了數(shù)千輛氫燃料電池車輛。為此，中石化、中石油等能源企業(yè)為冬奧會建設(shè)了30多個加氫站。
東京奧運會使用的氫能元素還包括熱電聯(lián)供等場景應(yīng)用，而北京冬奧會則沒有這樣的應(yīng)用。日本此前發(fā)布了建設(shè)“氫能社會”的宏偉計劃，氫能在其能源結(jié)構(gòu)中的比重接近8%，在世界上處于領(lǐng)先地位。
我國氫能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期，扶持政策和發(fā)展重點放在交通領(lǐng)域，即氫燃料電池汽車。雖然中國企業(yè)最近已經(jīng)開始布局可再生能源制氫和更多氫能應(yīng)用場景，但整個氫能行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化時間表仍不明確，配套政策仍需完善，我國氫能整體發(fā)展的頂層設(shè)計尚未發(fā)布。冬奧會對氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有象征意義，大于實際作用。
藍氫、綠氫共同亮相北京冬奧會
化石能源制氫技術(shù)非常成熟，成本低，藍氫和綠氫技術(shù)仍有待突破，且成本高。北京冬奧會計劃實現(xiàn)碳中和，因此使用的氫能是藍氫和綠氫。然而，藍氫的具體標準，即在化石能源制氫過程中減少了多少二氧化碳，并沒有由各國和地區(qū)設(shè)定。
冬奧會期間，北京和北京周邊共有11家制氫廠投入供應(yīng)。其中，最大的兩家制氫廠是張家口綠色氫能一體化示范基地項目（以下簡稱張家口綠氫項目）和中石化燕山石化北京冬奧會氫氣新能源項目（以下簡稱燕山石化氫能項目），產(chǎn)品為綠氫和藍氫。
張家口綠氫項目為冬奧會上50%的氫燃料電池汽車提供氫能，采用陸上風能產(chǎn)生的電制氫。該項目由殼牌（中國）有限公司與張家口交通建設(shè)投資控股集團合資，年產(chǎn)能2萬千瓦（約4000標準立方米/小時），是世界第二大綠氫項目。
殼牌相關(guān)負責人表示，該項目建成需要13個月，預(yù)計生命周期為20年。目前，該項目有一定的政府補貼。初期，將為冬奧會期間張家口600多輛氫燃料電池汽車提供綠氫。此后，該項目生產(chǎn)的氫氣將用于京津冀地區(qū)的公共和商業(yè)運輸。
燕山石化氫能項目是化石能源制氫項目。氫氣作為北京主會場的主火炬燃料，也為中石化的加氫站提供能源，產(chǎn)能為2000標準立方米/小時。根據(jù)中石化發(fā)布的信息，該項目生產(chǎn)的氫氣已獲得清潔氫認證，低于傳統(tǒng)化石能源制氫的碳排放，這意味著它是藍氫。
以上兩個項目均為商業(yè)氫能項目。商業(yè)項目是指以商業(yè)化、可持續(xù)經(jīng)營為目的的非科研、示范、試點項目。以項目規(guī)模為衡量標準，年產(chǎn)1萬千瓦以上的項目達到商業(yè)規(guī)模，1萬千瓦以下的項目主要以技術(shù)試點為目的。但在沒有補貼的情況下，即使是商業(yè)項目現(xiàn)階段也沒有經(jīng)濟效益。
冬奧會11座制氫廠中，有7座是綠氫，4座是藍氫。在生產(chǎn)能力方面，綠氫的比例較大。但據(jù)報道，冬奧會實際使用的綠氫主要是張家口綠氫項目，化石能源制氫在所有氫氣中的比例較大。
目前尚不清楚這11座制氫廠的具體成本。一般來說，現(xiàn)階段藍氫、綠氫工程成本較高，無補貼無法盈利。
本屆冬奧會是我國首次大規(guī)模應(yīng)用藍氫和綠氫，對氫能產(chǎn)業(yè)化意義不大，但具有重要的象征意義。
氫能應(yīng)用場景在哪里？
氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵是要有大規(guī)模的應(yīng)用場景，帶動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術(shù)突破和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。東京奧運會和北京冬奧會都在努力拓寬氫能的應(yīng)用場景，火炬和車輛是主要應(yīng)用場景。
東京奧運會是奧運會歷史上第一次使用氫作為火炬燃料，其中氫作為主火炬的唯一燃料；接力火炬部分地區(qū)使用氫作為燃料，部分地區(qū)使用丙烷。北京冬奧會火炬使用氫作為唯一的燃料，其中張家口火炬臺是歷史上第一次使用綠氫作為燃料。
北京冬奧會投入的氫燃料車輛數(shù)量約為東京奧運會的兩倍。北京延慶和張家口使用的車輛主要是氫燃料車輛：共投入了福田、宇通、中通、吉利等816輛氫燃料電池客車；豐田還提供了107輛柯斯達氫擎中巴車和140輛第二代MIRai氫燃料電池小轎車；此外，投入的氫燃料電池車輛還包括物流車輛、特種車輛等車型，總共約1100輛。
東京奧運會還在奧運村使用氫能供熱，比北京冬奧會有更多的應(yīng)用場景。這反映了中國和日本氫能利用現(xiàn)狀的差異。中國目前的氫能應(yīng)用場景主要集中在車輛領(lǐng)域，而日本更強大地推廣氫能的使用。出臺了各種扶持政策，開發(fā)了家庭住宅、商業(yè)建筑供電供暖等多元化氫能應(yīng)用場景。
冬奧會前，我國氫燃料電池車輛發(fā)展規(guī)模不小，從加氫站到車輛生產(chǎn)都有不同程度的補貼。據(jù)中國氫能聯(lián)盟大數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計，截至2021年底，全國已建成運營加氫站255座，其中在營183座，待運營69座，暫停運營3座；氫燃料電池汽車總數(shù)超過9000輛。
在北京冬奧會上如此大規(guī)模的氫燃料電池車輛集中使用，為企業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗。在2008年北京奧運會和2010年上海世博會上，氫燃料電池汽車也投入使用，但規(guī)模很小，后續(xù)使用不理想。如何擴大1000多輛氫燃料電池汽車的使用范圍，有效利用，是一個問題。
據(jù)全國乘用車市場信息聯(lián)席會秘書長崔東樹介紹，氫燃料電池汽車的主要應(yīng)用場景是公交車、固定線路大巴和物流運輸，缺乏市場擴張機會，為了避免類似的純電動公交車有補貼和市場，沒有補貼就會萎縮的局面。
氫能產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走
目前，全球氫能產(chǎn)業(yè)仍處于工業(yè)化的早期階段，沒有成熟的商業(yè)模式，幾乎都必須依靠補貼來發(fā)展。東京夏季奧運會和北京冬季奧運會對氫能的青睞，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際促進作用不大，各國氫能產(chǎn)業(yè)正處于探索階段。
從灰氫到藍氫，主要問題是成本高；綠氫生產(chǎn)技術(shù)仍有待突破，且成本也高。德國領(lǐng)導(dǎo)的歐盟國家積極發(fā)展綠氫，重點支持綠氫生產(chǎn)過程的設(shè)備和技術(shù)研發(fā)，希望大規(guī)模促進產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。美國對氫能的政策支持并不大，但美國主要石油公司都將藍氫作為重要的戰(zhàn)略方向。
北京冬奧會和東京奧運會對氫能的推廣意味著中日兩國都同意氫能在實現(xiàn)碳中和過程中的作用。然而，中日兩國對氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景有不同的規(guī)劃。能源嚴重短缺的日本對氫能的發(fā)展寄予厚望，制定了雄心勃勃的計劃和相對完善的政策。根據(jù)其資源稟賦和技術(shù)儲備，日本重點支持氫能應(yīng)用場景的發(fā)展，大力推廣氫燃料電池汽車和社區(qū)能源利用。
中國是世界上主要的灰氫生產(chǎn)國。這些灰氫主要是工業(yè)副產(chǎn)氫，沒有綠色低碳的環(huán)保效益，也沒有形成氫能產(chǎn)業(yè)鏈。目前，全球氫氣年產(chǎn)量約7000萬噸，灰氫約占95%。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》，中國氫氣產(chǎn)能約為每年4100萬噸，產(chǎn)量約為3342萬噸，是世界第一氫氣生產(chǎn)國。
然而，氫能在中國能源結(jié)構(gòu)中的地位和前景尚不清楚，中央政府也沒有氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體規(guī)劃。沒有明確的藍氫和綠氫的產(chǎn)量目標，氫能在能源結(jié)構(gòu)中的比例計劃。雖然中國政府已經(jīng)承認氫能是一種新能源品種，但配套政策并不完善。例如，在許多地方，氫氣仍然被管理為危險化學(xué)品，而不是作為能源產(chǎn)品。
與此同時，中國許多地方政府對氫能的發(fā)展充滿熱情。目前，北京、山東、河北、天津、四川、浙江、寧夏等16個省市制定了氫能發(fā)展計劃，氫燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群有5個：河北、河南、京津冀、上海、廣東城市群。
往期精選回顧：
