作為從業十年的氫能產業研究機構,我們發現,氫能產業從戰略價值進入到商業價值,很多地方都找到了落地的應用場景,做到了“因地制宜”發展氫能產業了。
這一波氫能產業最早是從20世紀初,從氫燃料電池汽車切入。經過近20年的發展,全國除了西藏、云南、黑龍江等少數省市區外,其他省區都出臺了省級氫能產業發展規劃。
但是怎么發展氫能產業?一開始大家都將氫燃料電池汽車產業作為發展重點,這就落下全國“一窩蜂”搞氫能的批評。
但是經過近幾年的沉淀,有些地方找到落地的應用場景,開始走出各具特色的發展之路了。
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佛山氫能的AB面:面上看到的是氫燃料電池汽車,背后是解決陶瓷產業的高排放
首先看佛山。
佛山市氫能產業最早可以追溯到2009年,以氫燃料電池汽車產業起家,招引了不少全國各地氫能企業落戶。以敢于在氫燃料電池汽車特別是城市公交車上下重注,一度被稱為“佛山模式”。
魄力很大,但也受到質疑;特別是純電動汽車重鎮的廣東省發展氫燃料電池汽車,更是一時難以令人信服。
但佛山發展氫能的本質逐漸被外界看清:佛山搞氫燃料電池汽車,只是先導性應用,背后是要解決佛山支柱產業——陶瓷產業的碳排放問題。
佛山是中國陶瓷產業聚集區,2023年佛山陶瓷行業總產值超千億元。但是陶瓷行業高度依賴煤炭、天然氣等碳基能源,造成大量二氧化碳排放。
廣東省從2024年起將陶瓷行業正式納入碳排放權交易范圍。根據《廣東省2024年度碳排放配額分配方案》,陶瓷行業排放1萬噸二氧化碳(或年綜合能源消費量5000噸標準煤)及以上的企業被列入控排名單,廣東128家陶瓷企業受到影響。
佛山市和佛山仙湖實驗室合作,改造陶瓷工業產線,引入氨氫燃燒技術,可實現陶瓷燒制過程中二氧化碳零排放。
氨氫燃燒技術牽頭人、佛山仙湖實驗室戰略科學家程一兵介紹說,氨氣中大部分為氫,容易液化和運輸,但因為有氮,不易燃燒。佛山仙湖實驗室組建了氨氫新能源工業窯爐零碳燃燒技術研發中心,通過技術研發攻克了純氨穩定燃燒問題,實現氨氫零碳燃燒技術的產業化應用。
2024 年 9 月,蒙娜麗莎集團在廣東佛山生產基地投產了全球首條陶瓷工業氨氫零碳燃燒技術示范量產線,標志著陶瓷制造零碳燃燒技術量產應用的先河。該技術通過 100% 純氨燃燒,實現了陶瓷燃料燃燒中二氧化碳零排放。
據測算,若把相關技術應用于佛山160條陶瓷板(磚)生產線,將減少碳排放265萬噸/年;若應用于廣東全省的電廠、陶瓷、建材、鋼鐵、有色金屬、化工等高溫工業,按10%熱值摻氨燃燒,可減少碳排放約2000萬噸/年。推廣至全國建材行業預計可直接減碳約8億噸/年。
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上海氫能發展重心轉為船用氫基燃料:由氫燃料電池汽車華麗轉身到國際航運中心
再看上海。
上海是我國氫能技術的策源地。從20世紀初就率先發展氫燃料電池汽車。并出臺了全國最早的氫燃料電池汽車產業促進政策。在這方面一直是處于優等生的地位。
但是經過幾輪的地方財政扶持,以及國家五部委燃料電池汽車城市群示范推廣政策支持,發現上海走著走著,逐漸淡化了氫燃料電池汽車的發展,將發展的重心轉到了綠醇等船用氫基燃料上了。
發展氫燃料電池汽車,上海發現自己不但缺乏綠氫,還缺乏應用場景——我國氫燃料電池汽車發展,堅持“先商后乘”的發展道路,這對上海乘用車產業高地來說并無優勢。
但是上海抓住了船用綠色燃料革命的機遇。IMO碳減排計劃,推動國際海事組織碳減排,以馬士基為代表的國際船東推動上海建設全球綠醇加注中心。
這也是上海國際航運中心建設的“彎道超車”——上海港雖然貴為全球第一大集裝箱港,但船用燃料加注卻只有新加坡的1/10不到。只有發展船用綠醇加注,背靠中國強大的氫基能源生產能力,上海港才有望跟新加坡爭奪全球船用氫基燃料加注中心的位置。
上海在國際航運領域,找到了氫能產業新的藍海。
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吉林白城等城市:一開始也搞車,迅速領悟過來成為全球最大的綠色化工基地
再看吉林省白城市。
也許不太為外界關注到的是,吉林省白城市較早就跟上汽集團聯合推動白城氫燃料電池汽車的發展——守著一座龐大的綠氫庫,但就是供給不到百來輛氫燃料電池汽車上,氫氣的儲運太難了。
但是隨著整個吉林省“氫動吉林”戰略的推進,白城等城市有望成為全國乃至全球難得的氫化工產業發展的高地。
白城市構建“綠電-綠氫-綠色化工”體系,新能源裝機規模突破1600萬千瓦,2024年目標2000萬千瓦。
白城市轄的洮南市,上海電氣投資60億元建設風電耦合生物質綠色甲醇基地,預計6月投產,成為全球首批綠色甲醇項目;
白城市轄的大安市,吉電綠氫合成氨項目年產能達綠氨3.2萬噸,成為全球最大的綠氨項目,有望于今年7月份產出第一罐氨。
白城市放棄了一片樹葉,但是擁抱了整個森林。
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結論:有信心期待十五五規劃,氫能掙得一個好身位
從南方佛山市、中間上海市、北方白城市三個代表性的城市可以看出,我國氫能產業發展,從各地一窩蜂搞氫燃料電池汽車,到現在各自找到自己的應用場景,終于實現了歐陽明高院士提出的“氫能從戰略價值進入到商業價值階段”。
氫能產業這條發展路徑是,利用氫能技術結合傳統產業的應用場景,用新技術改造提升傳統產業,積極促進產業高端化、智能化、綠色化,這正是中央最新精神。
有信心期待,我國正在醞釀制定的十五五規劃,氫能產業能掙得一個好的身位。
佛山市陶瓷產業的氨氫燃燒技術,推薦5月14日上海風光氫氨醇產業鏈峰會上,佛山仙湖實驗室戰略科學家程一兵院士的精彩分享。
演講者簡介
程一兵,澳大利亞工程院院士,佛山仙湖實驗室戰略科學家,武漢理工大學兼職教授,澳大利亞Monash大學材料科學與工程系終身榮譽教授。
長期從事無機非金屬材料研究,在佛山領導建立了國內首家“先進零碳燃燒技術聯合創新研發中心”,開發陶瓷工業氨氫新能源燃燒技術及關鍵裝備,并在我國陶瓷行業頭部企業成功實現了零碳氨燃料燒制建筑瓷磚示范應用,為我國高溫制造業實現“雙碳”達標提供了一條有效的技術途徑。
在Science、Nature等國內外著名期刊上發表論文500余篇,2018-2024年入選全球高被引科學家。
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演講主題及摘要
《推動高溫工業零碳燃燒 促進綠氫綠氨巨量消納》
高溫工業,包括發電、冶金、建材、金屬加工等,主要依靠燃燒化石能源產生高溫以滿足工藝過程的需要,是我國二氧化碳排放的主要來源。氫(H2)和氨(NH3)是目前已知的最具規模化實用價值的零碳燃料,都可以用可再生能源制備,其燃燒產物不產生二氧化碳。
氫氣、氨氣與化石燃料混合燃燒可滿足碳達峰要求,純氫、純氨燃燒有助于高溫制造業實現碳中和。
佛山仙湖實驗室聯合佛山當地陶瓷企業,開發氨氫新能源工業窯爐燃燒技術,于2024年9月建成全球首條氨氫零碳燃燒陶瓷板磚量產線并實現量產,陶瓷板磚性能和窯爐煙氣排放檢測均達到或優于國家標準,實現了建材工業綠色轉型國際領跑。
隨著零碳燃燒技術在更多領域的開發與應用,高溫工業將成為綠氫綠氨消納的重要途經。
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