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    氫布局:“氫”領全球

    發布時間:2019-08-31 09:07

         21世紀初人類正面臨的兩大危機:一是人為因素導致的氣候變化,至21世紀末,氣溫的升高將會呈現一個相當大的幅度,并將會給人類、動物、植物以及人類文化遺產帶來災難性的后果。二是傳統化石能源或核能源燃料被少數幾個國家寡頭壟斷的情況正不斷加劇,這不利于大多數國家利用能源。解決上述問題的方案不少,但是氫能為最優方案,它將為人類提供足夠的清潔能源?!?/span>

    ——摘自國際氫能科學家于2006年11月13日聯名向八國集團領導人以及聯合國相關部門負責人提交的《百年備忘錄》。

        2015年12月,在法國巴黎氣候變化大會上通過了一項具有法律約束力的協議,并于2016年4月在紐約由聯合國175位成員國共同簽署。該協議旨在將全球氣候變暖控制在2°C以下,這一雄心勃勃的目標要求全球經濟體對全世界的多數能源系統都要實施脫碳。能源轉型面臨嚴峻挑戰。

        在這樣的背景下,2017年,國際氫能委員會發布《氫能如何推動能源轉型》的報告,報告重申了《百年備忘錄》中氫能解決方案的獨特優勢。

        據中國氫能聯盟正在編制的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》顯示,近年來,全球主要國家都高度重視氫能與燃料電池的發展,中國已成為全球氫能產業活躍度最高的區域之一,美國、日本等發達國家以及歐洲也已將氫能上升到國家能源戰略高度,作為國家能源體系的重要組成部分,不斷加大對氫能技術研發與燃料電池產業化的扶持力度。

        中國作為世界上最大的制氫國,氫能發展優勢凸顯,已初步形成“東西南北中”五大發展區域。早在2000年,973計劃“氫能的規模制備、儲運及相關燃料電池的基礎研究”項目就已啟動。2001年,科技部開展863計劃后續能源主題“氫能技術和高溫燃料電池技術”的研究。2006年,科技部“863”計劃專門設立了“氫能及燃料電池技術”專題。自此,中國的氫能發展開始真正起步。

    2008年北京奧運會期間,20輛燃料電池轎車、3輛燃料電池大巴及當地1座加氫站示范運營。2010年上海世博會期間,196輛燃料電池汽車示范運行,歷時6個月,并在安亭建有一座加氫站進行服務。2015年12月9日,中國第一輛燃料電池汽車進入工信部公告。

        從2017年開始,中國氫能及燃料電池產業發展加速,國家政策也頻頻傳出利好信號,《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》、《“十三五”國家科技創新規劃》、《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030 年)》、《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012~2020 年)》、《中國制造 2025》等國家級規劃都明確了氫能與燃料電池產業的戰略性地位,紛紛將發展氫能和氫燃料電池技術列為重點任務,將氫燃料電池汽車列為重點支持領域。

        2018年是中國氫能源及燃料電池產業化發展元年。中央政府層面密集啟動氫能及燃料電池調研和座談,各地市紛紛出臺氫能產業發展規劃。進入2019年,隨著氫能相關產業被劃入《綠色產業目錄》(2019年版),“氫能”成為全國兩會提案中的高頻詞,相繼而出的政府工作報告首次將氫能源寫入,同時廣東、江蘇等10個省份也在地方工作報告中明確培育氫能生態。

        美國是最早將氫能及燃料電池作為能源戰略的國家。作為世界第一經濟強國,美國對能源以及能源變革重要性的理解相當深刻,因此自1990年起制定推動氫能源產業發展的種種政策時,便保持著從政策評估、商業化前景預測,到方案制定、技術研發,再到示范推廣的成熟產業發展思路。

        

         美國對氫能源的關注可以追溯到上世紀70年代的石油能源危機時期。早在1970年便提出“氫經濟”概念,1973年美國成立了國際氫能源組織,并且在邁阿密召開了第一屆國際會議。1990年出臺《1990年氫研究、開發及示范法案》。在小布什出任美國總統期間,美國政府大力推動“氫經濟”,于2002年先后出臺了《美國向氫經濟過渡的2030年遠景展望》和《國家氫能發展路線圖》。這兩個報告認為,氫能是未來美國能源的發展方向,美國應當走以氫能為能源基礎的經濟發展道路,逐步向“氫經濟”時代過渡。

         2003年,《氫經濟國際伙伴計劃》在華盛頓宣告成立,這標志著國際社會在發展氫經濟上已初步達成共識。這之后,美國能源部《氫能技術研究、開發與示范行動計劃》等一系列政策的出臺表明,美國發展氫經濟已從政策的評估、制定階段開始進入了以技術研發、示范為起點的系統化實施階段。 2018年,美國宣布10月8日為美國國家氫能與燃料電池紀念日。

        在美國政府層面近50年的指導培育與密集推動下,美國的氫能發展穩步上升,也涌現出一大批分散在氫能源產業鏈各環節的優質企業。

        美國氫能計劃的實施以美國能源部(DOE)為主導,將大量的資金用于解決氫能產業所面臨的技術難題,保持美國在世界范圍內氫能領域中的技術優勢地位。


        日本作為目前全球氫能發展最為領先的國家,日本政府很早就在《能源基本計劃》中將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源,并提出建設“氫能社會”的愿景,希望通過氫燃料電池實現氫能在家庭、工業、交通甚至全社會領域的應用,從而實現真正的能源安全以及能源獨立。

        1973年,日本成立“氫能源協會”,以大學研究人員為中心開展氫能源技術研發。1981年,日本啟動了燃料電池的開發。1990年代,豐田、日產和本田汽車制造商啟動燃料電池車的開發,同時三洋電機、松下電器和東芝公司也啟動了家庭燃料電池的開發。2013年12月,日本經濟產業省成立了由行業、研究機構和政府各界代表廣泛參與的氫和氫燃料電池戰略協議會。該組織在2014年6月公布了《氫和氫燃料電池戰略路線圖》,明確了當前到2050年之間的氫能長期發展路線圖,并于2020年初步構建國際氫能供應鏈。2015年日本政府開始為氫燃料電池汽車消費者提供高額的補貼。同年,NEDO出臺氫能源白皮書,將氫能源定義為國內發電的三大支柱。

        日本從國家戰略層面致力于實現氫能社會。政府高度重視氫能產業的發展,提出“日本將成為全球第一個實現氫能社會的國家”。為此,先后發布了《日本復興戰略》、《能源戰略計劃》、《氫能源基本戰略》、《氫能及燃料電池戰略路線圖》,規劃了實現氫能社會戰略的技術路線。2018年,日本召開全球首屆氫能部長級會議,來自20多個國家和歐盟的能源部長及政府官員參加會議。日本擬以2020年東京奧運會為契機推廣燃料電池汽車,打造氫能小鎮。

        在過去的30年里,日本政府先后投入數千億日元用于氫能及資燃料電池技術的研究和推廣,并對加氫站等氫能基礎設施建設和燃料電池汽車進行補貼。日本氫能和燃料電池技術擁有專利數全球第一,已實現燃料電池汽車和家用熱電聯供系統的大規模商業化推廣,并擁有世界上首個在城市地區使用氫燃料的熱電聯產系統。

        歐盟將氫能作為能源安全和能源轉型的重要保障。作為最早涉及燃料電池的地區之一,早在1956年,英國劍橋大學科學家F.T.Bacon就發明了總溫堿性燃料電池,開啟了歐洲乃至全球燃料電池開發的序幕。在產業化推廣過程中,歐洲密集出臺了大量產業扶持政策,強調燃料電池在交通領域的商業化推廣和氫能基礎設施建設。

        2008年,歐盟出臺的燃料電池與氫聯合行動計劃項目(FCH-JU),確定在2008-2013年至少斥資9.4億歐元用于氫能和燃料電池的研究與發展。該項目被認為在促進歐洲所有氫能和燃料電池應用中發揮了至關重要的作用。

        2012年,歐洲實施了Ene-field項目,項目包含歐盟12個成員國,9家燃料電池系統制造商和接近1000套微型CHP系統。

        2013年,歐盟宣布在2014-2020年啟動Horizon2020計劃,預計將在氫能和燃料電池產業投入220億歐元的預算。

        2015年,英國低排放汽車辦公室批準600萬英鎊(約970萬美元)的加氫站基礎設施補助金,計劃2年內為英國增加12個氫基礎設施項目。

        2016年,德國交通部計劃于2019年前投資2.5億歐元(約18億人民幣),用于氫燃料電池汽車研發和推廣,并實現規?;a。同時德國政府制定了基金項目,計劃在2030年前建設將近400座加氫站。

       今年2月12日,燃料電池和氫能聯合組織(FCH JU)發布“ 歐洲氫能路線圖:歐洲能源轉型的可持續發展途徑”,聲稱:“氫能是能源轉型的重要元素,到2050年可占歐洲最終能源需求的24%,創造540萬個工作崗位?!辈⒃谀茉磻鹇詫用嫣岢隽恕?005年歐洲氫能研發與示范戰略》、《2020氣候和能源一攬子計劃》、《2030氣候和能源框架》、《2050低碳經濟戰略》等文件,在能源轉型層面發布了《可再生能源指令》、《新電力市場設計指令和規范》等文件。歐盟燃料電池與氫聯合行動計劃項目(FCH JU)對歐洲氫能和燃料電池研發與推廣的提供了大量的資金支持。

        2008年以來,韓國政府持續加大對氫能技術研發和產業化推廣的扶持力度,先后實施“低碳綠色增長戰略”、“綠色氫城市示范”等項目,投入3500億韓元進行氫能燃料電池研發和綠色氫城市建設。2018年,韓國政府將氫能產業定為三大戰略投資領域之一,并在2019年初正式發布《氫能經濟發展路線圖》,提出要在2030年進入氫能社會,并在未來5年投資2.6萬億韓元,把氫能經濟打造成拉動創新增長的重要動力,引領全球氫燃料電池汽車和燃料電池市場發展。

        2019年2月,世界能源委員會在歐洲能源轉型研究的基礎上,發布了名為《氫產業作為催化劑,將會加速世界經濟發展以及2030年后脫碳進程》的報告。該報告著眼于氫在工業以及能源中的使用,解釋如何在相關行業中研發基于氫的生產,以及生產的過程作為整體經濟進行大幅度深度脫碳的催化劑。

        報告最終得到結論:氫能經濟應當優先發展。原因有二,一是并非所有的工業過程都可進行電氣化,而是需要一種碳中性的載體,來實現工業生產過程的完全脫碳。氫氣,是為數不多可實現這個目標的物質之一;二是工業生產可作為氫氣在其它行業發展的催化劑。

        全球氫能發展的大趨勢已愈加清晰,相信在以上氫能大國的技術帶領和規劃啟示下,即將進入“氫能社會”。


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