如何做到既可持续,又保证经济性,这也是白城市发展氢能不得不面对的拷问。而成本则是掣肘氢产业能否大规模商业化的关键。
文/严凯
市长李明伟或许没有想到,中国氢能产业的大爆发会让他所主政的白城市再次站在了清洁能源发展的潮头。
过去数年,这个地处吉林、黑龙江、内蒙古三省区交界处的偏远小城因大力发展风电、光伏等可再生能源而声名鹊起,“白城模式”广受推崇。
如今,这个模式因氢能升级。7月9日,由白城市主办的首届“中国北方氢谷”产业发展高端交流会在长春举行。
在这场以“推动能源革命,打造北方氢谷”为主题的大会上,李明伟向外界宣布了白城市谋划打造“中国北方氢谷”的战略规划。
为此,白城市历时一年多,委托国内多家权威研究机构组织编制《白城市新能源与氢能产业发展规划》。
在中国,致力于打造“氢都”、“氢谷”的城市不在少数。但如何把握好“经济性”和“可持续性”之间的平衡,这或许是所有氢能玩家不得不面对的抉择。
不过,对于拥有丰富可再生能源的白城市而言,至少在制氢源头上没有这样的“烦恼”。
北方氢谷
李明伟透露,白城市谋划打造“中国北方氢谷”始于去年4月。
此后,这座在中国可再生能源领域的明星城市很快委托中国工程院、钢铁研究总院、国网经研院、有研工程技术研究院、同济大学等国家高端智库,组织编制《白城市新能源与氢能产业发展规划》。
5月29日,该规划正式对外发布。
白城发展氢能的底气来自于当地此前数年大力发展的风电和光伏发电产业。这座小城是中国首批千万千瓦风电基地,也是东北地区唯一光伏发电应用领跑基地。
然而,形势在2017年急转直下。
由于弃风率超过20%,白城所在的吉林省被国家能源局划定为红色预警区域,2017 年不得核准建设新的风电项目。该省红色预警直到今年才被解除。
地处“弃风限电”重灾区的白城陷入困境。
目前,该市满负荷发电可达200亿千瓦时,去年发电140亿千瓦时,但本地消纳仅为48亿千瓦时,90多亿千瓦时电量外送,还有60亿千瓦时的产能没有释放出来。
此外,白城市风电、光伏并网装机465万千瓦,还有3000万千瓦可再生风光资源容量可开发,电力外送和消纳均遇到瓶颈。
与会专家指出,白城市新能源发展面临三大现状。
一是电力外送受限。数据显示,2018年,白城市全社会用电量为47.5亿千瓦时,年外送电量占发电量66%。
二是本地消纳相对不足。该市去年电源装机656.9万千瓦,但近90%的电力需要外送消纳,本地工业用电量仅25.3亿千瓦时,为全市用电量的53.1%。
三是风能资源开发停滞。从2016年-2018年,白城市无新增风电装机,风电场建设基本处于停滞状态,富集的风能资源没有得到有效开发。
直到去年氢能在全国范围内大热,白城的境况才出现转机。
相较其他制氢方式,利用弃风、弃光电量进行电解水制氢具有显著的成本优势。氢能可将电能变为可储存、可运输的能源供给形态,从而促进电能大规模开发和转化。
按照《发展规划》,白城市将力争到2035年,风电装机2000万千瓦、光伏装机1500万千瓦,年生产氢气能力达到百万吨级,产值近2000亿元,累计投资可达到2000亿元。
李明伟表示,白城市还将围绕构建“产业树”,从氢气制、储、运、用到氢能装备、氢燃料电池及整车生产,全产业链开展项目谋划、招商、布局。
此外,白城市还与长春市达成合作,借助一汽集团的制造优势,合力打造“白城-长春”吉林西部氢能走廊。
未来,氢能走廊将沿长白高速公路布局加氢站,开通氢能大巴车专线、城市公交,开展氢能车辆示范运营。
此外,还将借此建设氢能高速路、氢能服务区、氢能特色镇,促进氢能基础设施与燃料电池汽车协调发展,力争到2035年氢能汽车产能达到十万辆级。
白城模式
白城市的氢谷之路搭乘的是中国政府大力发展氢能的东风。
早在2016年,国家发改委、国家能源局联合印发《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》,涉及氢能和燃料电池应用。
《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》提到,到2020年,加氢站达到100座,氢能汽车保有量1万辆;到2030年,加氢站达到几千座,氢能汽车保有量百万辆,市场规模万亿元以上。
今年全国两会期间,修改后的政府工作报告增加了“推进充电、加氢等设施建设”的内容。这是氢能首次被写入政府工作报告。
此后,氢能躁动。仅过去一年,中国已有大同、四川、广东、北京、上海、天津等近20个省市动工氢能产业园,近14个地区出台氢能产业政策。
但在诸多的城市中,“白城模式”缘何受追捧20天前,中国工程院原副院长杜祥琬或许回答了这个问题。
杜祥琬在参加由《能源》杂志主办的氢能会议时指出,发展氢能须搞清楚为了“初心”,还是为了“出路”
“我们发展氢能的初衷,是要减少污染排放和温室气体排放。”杜祥琬说,“发展氢产业是否符合初衷,取决于用什么方式制氢。”
在杜祥琬看来,“白城模式”值得推崇的原因在于,该市利用风电、太阳能光伏发电,电解水制氢,并延伸至全产业链,全过程可实现零排放、零污染、可持续。
这源于在白城市的电源构成中,风电装机和太阳能装机占比已达71%,火电装机仅占29%,可再生能源电源的比例在未来仍在增加。
目前,氢的来源主要有两个渠道,一个是工业副产氢;另一个是弃风、弃光、弃水(“三弃”)来进行电解水制氢。
但从全国范围来看,在中国的工业用氢来源构成中,煤基制氢仍是主要来源,占比达66.67%;其次是天然气及石油基制氢,占比为20%。
“这两大渠道已足以满足现状。但未来随着行业发展,还需要更大规模的氢产量。应该立足于可再生能源产氢,这样才能争取做到全产业链无排放。”杜祥琬说。
不过,在巨大的商业利益诱惑下,要“初心”还是“出路”,似乎少有人愿意去思考和回答。
如何做到既可持续,又保证经济性,这也是白城市发展氢能不得不面对的拷问。而成本则是掣肘氢产业能否大规模商业化的关键。
中国工程院原副院长干勇与会时认为,按白城每年有3000小时的风电发电能力,如果全部开动,制氢气的用电成本在20元/公斤到22元/公斤,制造综合成本加储运到长春成本可以控制在每公斤45元以下。
李明伟在演讲中则称,通过智能微电网、直购电、轻度并网型风电制氢、离网型风能(光伏)制氢,使氢气在加氢站“出口”价格控制在每公斤40元以下。
另一位与会专家称,若将氢气每公斤价格控制在40元以下,经济性甚至优于传统燃油车,已经具有市场竞争力。
干勇分析称,氢的能量密度是汽油的3倍,是天然气的3.3倍。加一公斤氢,汽车可以开100公里,用锂电池则需要13到18度电,锂电池重量相当于一百公斤以上。
“在上百吨装载车上,由于自重,耗能明显。氢汽车的续航里程可以到600至1000公里,而且补充氢的时间一次充满只须3分钟。”干勇说。
干勇称,在中国,诸如白城这样的清洁能源地区有30个,发展氢产业空间巨大。
不过,这个善于创造奇迹的国度,在氢能领域仍尚未出台国家统一规划。“氢都”之争,也在一定程度上折射出地方政府的各自为阵。◆
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