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以氢能产业助推可再生能源示范区建设

——张家口绿色发展实践探索

刘颖
  
风采媒体号
2023年22期
中共张家口市委党校

摘要:党的二十大报告指出:“立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动。深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系。”作为全国唯一一个由国务院批复同意设立的可再生能源示范区,加快氢能产业发展建设是张家口践行习近平总书记生态文明思想、助力区域实现“双碳”目标的重要途径。

关键词:氢能;可再生能源示范区建设,张家口;绿色发展

本文为2022年度中共河北省委党校(行政学院)科研协作项目智库联盟专项课题成果。(课题编号:22XZKT1805)

一、发展氢能产业对助推可再生能源示范区建设的现实意义

(一)氢能产业是张家口践行“双碳”目标的重要抓手

张家口作为全国唯一的可再生能源示范区,肩负着为全国探索绿色发展之路的重要使命,2022年北京冬奥会筹办期间,张家口以绿色、低碳、可持续的发展思路,积极推进可再生能源与氢能、储能相产业发展,将“绿色办奥”理念融入冬奥场馆建设、能源供给、交通保障等各个领域。未来,氢能产业将在助力张家口绿色、低碳发展,带动京津冀区域实现“双碳”目标中发挥巨大作用。

(二)氢能产业是驱动张家口能源结构转型优化的内生动力

氢能产业作为新兴科技型产业,具有资本密集型和技术密集型等特征,主要涉及新能源、新材料、动力装备、国防军工等高端制造领域,具有替代传统高碳能源、加速传统产业技术升级与能源结构优化的双重作用。张家口作为国内能源转型先行示范区,正处于经济增长方式转变、产业结构转型升级的关键阶段,而氢能产业的科学布局将带动传统制造业转型升级,对张家口以能源转型驱动高质量发展具有重要战略意义。

(三)发展氢能产业是促进京津冀能源协同和创新协同的重大举措

借助京张联合举办2022年冬奥会契机,京张两地在氢能领域开展深度合作,向世人展示了迄今为止唯一一届“碳中和”冬奥会。按照2023年5月12日习近平总书记在深入推进京津冀协同发展座谈会上的讲话精神,张家口将继续发挥京津冀协同发展的区位优势,吸引两地氢能产业生态中的高端创新要素向我市汇聚,通过加强产学研合作(共建联合实验室、企业研发中心、院士工作站等),完善氢能领域京津冀技术承接平台的搭建。

二、张家口氢能产业发展概况

(一)制氢产业初具规模

张家口已初步具备氢能研发和生产的产业基础。我市大约拥有4000万千瓦以上风能和3000万千瓦以上的太阳能资源储量,具备大规模应用开发的良好条件,截至2022年12月底,张家口可再生能源装机容量为2467万千瓦,2023年新增可再生能源装机规模约为400万千瓦,电解水制氢所需绿电保障充足,为我市大规模发展可再生能源制氢奠定了基础。截至目前,张家口日制氢能力达到21吨,氢气加注能力为7.9吨/12小时。

(二)氢能储运及基础设施网络正在加快构建

我市2022年相关重点项目达到16项。除新建项目外,合建混建项目也在推进当中,中石油、中石化、金鸿能源等加油、加气项目均在计划启动与加氢项目合建混建,以油—气—氢模式推进加氢站建设工作。相关氢能储运基础设施网络逐步完善。

(三)氢燃料电池汽车产业链已经形成

亿华通氢燃料电池汽车发动机生产线年产达到2000台;年产10000台燃料电池发动机项目获得国家发展改革委产业创新发展专项支持,并于2020年投产;氢能科技年产4000台套风冷型氢燃料电池电堆生产线项目已完成组织验收;最新引进的聚通高性能燃料电池电堆项目建成后,年产燃料电池电堆能力可达150兆瓦。张家口已经形成从制氢到氢能汽车整车制造全产业链。

(四)氢能开发应用水平位于全国前列

张家口市区内氢燃料电池公交车数量已达444辆,居全国第二,累计完成载客量超过7033万人次,累计运行超过2400万公里,是全国燃料电池汽车运行数量最多、最稳定的城市之一。在北京2022年冬奥会和冬残奥会举行期间,张家口赛区投入使用的氢燃料电池汽车达到710余辆,率先在全国实现了氢燃料电池汽车规模化示范应用,为赛事绿色交通保障做出贡献的同时也进一步加速了燃料电池商用车在张家口的落地和大规模应用,为未来张家口公共交通无碳化改造奠定了基础。

三、张家口氢能产业发展面临的体制机制障碍

(一)行政审批有待规范

张家口作为可再生能源示范区,大力发展氢能等可再生能源产业的同时,其作为示范区在新能源领域行政审批的差异化与便捷性优势并不突出。目前《张家口市支持氢能产业发展的十条措施》中,虽已对氢能企业在注册、示范应用、认证服务等环节都有相关服务保障措施,但实际执行中仍有疏漏滞后,发挥作用有待加强。

(二)法规标准有待完善

国内现有标准体系缺乏与氢能生产、储运、加注相关的安全管理、检验检测和技术标准,使得氢能的制—储—输—用环节标准无法统一,较为混乱。虽然目前三项液氢国家标准已有效实施,为液氢发展迎来新的机遇,但目前的民用发展成果较少,整体发展速度远落后于已发布的行业规范和国家标准设计,制约张家口未来气态氢与液氢协同发展的目标计划。

(三)顶层设计有待协同

与全市新能源领域中的其他传统产业(如风能、太阳能)相比,氢能产业融合性尚未形成,本地优势难以充分发挥。例如与储能的协同发展,目前,我市风能、太阳能领域与储能结合示范应用较为紧密,已实际运行了一批上规模的项目,如国家风光储项目、张北100兆瓦空气压缩储能项目,但氢能领域则稍显逊色,所以未来氢储能的进一步发展仍是我市氢能领域亟需突破的重点领域。

(四)配套政策亟须到位

目前,我市电解水制氢 “四方协作”机制已叫停,制氢电价偏高,而离网制氢技术的稳定性与安全性尚待提高,导致制氢电价高的问题陷入瓶颈。除此以外,加氢站补贴政策、产业扶持政策、金融扶持政策、人才引进政策等要么尚属空白,政策缺位的现实难以支持未来国际氢能之都的建成与发展。

四、张家口氢能产业发展方向与路径研究

(一)创建政策生态体系

首先,完善氢能价格配套政策。鼓励社会资本投资可再生能源制氢项目,加快其市场化运营;探索氢能消费侧价格创新政策,制定氢气销售指导价格推动未来氢能消费总量的提升。

其次,完善氢能存储运输加注配套政策。发挥张家口可再生能源示范区先行先试的政策优势,在存储、运输、加注等环节构建氢能产业相关核心标准体系;进一步探索液氢制储运领域的发展与突破,尤其是液氢向民用市场开放的模式与路径,大力提高液氢在民用领域的应用范围;研究制定加氢站立项、土地性质、运营许可、消防验收等环节的管理办法和标准体系,探索建立加氢站建设审批的规范性程序,完善优化加氢站建设审批流程和监管体系。

第三,完善氢能产业配套政策。依托现有氢能产业的集聚作用,探索区县独立招商、项目落地集聚、按飞地管理税收分成的创新招商政策,重点引进氢燃料电池及关键部件研发制造企业,大力扶持发展氢能装备制造企业,发挥氢能产业上下游带动作用。

第四,完善氢能应用配套政策。发挥可再生能源示范区的资源优势,探索把电氢转化作为一种新型储能方式进行模式探索,制定将氢能作为储能载体为电网提供辅助服务的利益补偿机制;进一步探索天然气掺氢相关应用政策,打通“掺混—输送—利用”的掺氢产业示范链;依托现有《关于支持燃料电池汽车示范城市的若干举措》,进一步细化、完善对氢燃料电池汽车的补贴及优惠政策,推动氢燃料电池汽车规模化、多领域、多场景应用发展。

(二)构建产业生态体系

第一,在氢气生产领域。瞄准先进制氢装备和技术研发,大力发展电解水制氢技术及核心装备,通过研究风、光、电、氢多源异构数据采集与实时监测技术,为系统监控和能量管理提供数据基础。采用风光互补制氢系统的波动功率预测与智能调度技术,实现风光互补制氢系统的优化运行。

第二,在氢气储运领域。以高压气态储运为基础,大力探索基于液氢、有机液态化合物通过独立管道或混掺天然气管道进行长距离、规模化的储运方式,并积极开展试点示范,提升我市氢能发展储运竞争力。

第三,在氢能基础设施领域。按照《河北省氢能产业发展“十四五”规划》与《氢能张家口建设规划(2019—2035年)》的发展目标进一步加快加氢站与加氢管道建设进度并最终布局形成全市加氢网络,夯实张家口发展氢能的基础条件。通过加油—加氢、加氢—加气、加氢—充电等合建或改扩建方式提升加氢站建设效率,同时引用创新运营模式,开放民营企业进入加氢领域,形成规模适度超前、设施先进、智能高效的氢能供应网络。

第四,在燃料电池领域。引进国内外燃料电池核心零部件先进制造企业,加速燃料电池终端生产本地化,重点突破电堆、膜电极、质子交换膜、碳纸、催化剂、双极板、氢气循环系统、空气压缩机等燃料电池八大关键核心技术,在一些关键技术领域尽快实现本地规模化生产,以此提升张家口氢燃料电池系统集成与控制优化技术。

第五,在燃料电池汽车领域。依托现有氢燃料电池汽车全产业链数据采集和监测中心,进一步扩大规模并拓展业务范围,逐步覆盖相关检测项目,补齐我市氢燃料电池汽车检测短板。张家口要逐步通过制定出台规划引领、政策支撑、项目带动、科技创新、应用示范等举措,不断推动我市燃料电池汽车产业高质高效发展。

(三)构建服务生态体系

首先,打造公共服务平台。建设具有全球视野和国际先进水平的氢能产业创新研发平台,提升氢能企业的科技创新能力与成果转化水平;建立国家级氢能产业孵化器,通过“深度孵化+精准投资+创业培训+品牌曝光+资源对接”的孵化模式,打造氢能产业垂直孵化空间,开展高水平的创业辅导、早期投资、资源对接等专业化服务,鼓励氢能高端技术人才携带具有自主知识产权的科技成果到张家口氢能有关园区创业,在金融、法律、信息等方面提供服务,打造全国知名的氢能与可再生能源企业创服务中心。

其次,建立招商引智平台。积极开设或推动本地高校氢能相关学科建设,尽早建立与氢能、燃料电池相关的各项专业,通过与企业、国内外大学重点学科、科研机构强化交流的方式,进行产学研合作,有针对性的共同培养、锻炼一批优质氢能人才;建立有效的人才引进机制,通过相关政策制度创新,打造完善开放的人才引进体系,吸引具有国际水平的研发团队和领军人才到我市就业;鼓励相关氢能企业增设科研工作站,以企业和高校为平台,培养一批氢能技术研究、产品开发和应用检测等实用人才;在已有的氢能与可再生能源研究院的基础上组建高水平的氢能专家智库,构筑氢能领域的政府决策支撑机制。

第三,完善技术承接平台。充分发挥张家口可再生能源示范区五大功能区中科技创业城的吸附聚集效应,以差别化的政策优势、体制机制吸引、支持一批具有自主知识产权的氢能科技成果落地与产业化。

第四,创新金融服务平台。以“政府引导、市场运作、社会参与”为基本模式继续完善金融创新服务平台,发挥地方财政资金的撬动作用,吸引商业银行、保险机构等不同类型的金融机构合作开发适宜于本地氢能企业发展的金融创新产品(企业债券、项目收益债券、氢能产业专项债券等),必要时可为相关企业制定个性化的融资方案,吸引有实力的大型金融机构设立绿色低碳创新发展基金。

第五,完善国际交流平台。与世界知名的氢能产业发展示范国家的知名研究机构(如美国氢燃料电池和氢能协会、福岛可再生能源研究所、德国亥姆霍茨联合会等)建立长期有效的合作机制,在技术、人才、交流等领域开展深度合作,快速提升我市氢能发展水平。另外,与氢能领域相关国际组织(如世界氢能协会、国际可再生能源署等)建立常态化沟通机制,保持我市氢能产业发展的活力与动力。除此之外,通过继续开展国际化的氢能高端论坛、举办氢能领域国际会议或活动等方式,进一步提升张家口氢能产业在国内外的行业知名度和影响力。

作者简介:刘颖,女,汉族,(1983.3---)中共张家口市委党校教师,副教授职称,主要研究方向:公共管理、行政管理

参考文献:

[1] 徐硕,余碧莹.中国氢能技术发展现状与未来展望[J].北京理工大学学报(社会科学版),2021,23(6):1-12.

[2] 中国氢能联盟.中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020 [M].北京:人民日报出版社,2021.

[3] 刘应都,郭红霞,欧阳晓平.氢燃料电池技术发展现状及未来展望[J].中国工程科学,2021,23(4):162‒171.

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