文｜老史

编辑｜老史

投资30亿，在新疆建设全球最大的光伏发电制氢项目，预计建成投产后，可减少二氧化碳排放约48.5万吨。

该项目是实现我国实现“碳中和”计划的又一利器，目前中国氢能生产已经全面超越日本，如今全球最大的光伏绿氢项目又落户新疆，一直把开发氢技术当做“国策”的“招核男儿”看着自己被超越，会不会觉得心酸？

全球最大的光伏绿氢项目落户新疆

2021年11月30日，中石化在新疆库车地区开始了自己的绿氢示范项目，这是国内首个万吨级光伏绿氢示范项目，也是全球最大的光伏绿氢项目。预计在2023年建成投产，建设完成后，我国的氢能年产量可高达2万吨，

整个项目投资高达30亿元，装机容量300兆瓦，年均发电量可达6.18亿千瓦时。相当于二十分之一个三峡电站的发电量。

但不同之处，这个项目除了需要光伏发电搭载了配套输变电等设施以外，还要利用光伏产生的电能用于电解水制氢、储氢、输氢等工作。所以该项目搭建了每小时2.8万标立方的输氢管线，所以还拥有21万标立方的储氢球罐。

此次项目可以说制定了以新疆等西北地区为新能源的生产中心，将新疆彻底打造成“三基地一通道”的战略定位。

这个“三基地”意思是，新疆未来会成为大型的油气生产加工和储备基地、大型煤炭煤电煤化工基地、大型风电基地，而一通道就是“一带一路”的核心区。

随着我国超临界二氧化碳发电技术的发展和突破，化石能源的低排放或者零排放极有可能实现，关于二氧化碳发电技术的内容可以关注我之前的内容。

而中石化这次表示，光伏绿氢的氢能将替代现有天然气化石能源制氢。项目落成后，预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨，为当地贡献1.3亿元的GDP的同时，也将大幅降低氢能价格。

那么我们为什么要花这么大代价开发氢能？尤其是氢能一直被视为“招核男儿”日本的标志，而日本氢能计划进展在发展颇为不顺的今天，为何我们还要大力发展氢能？

日本氢能失败，为何中国却大力发展？

日本将氢能发展作为国策，但是相关计划基本破产，而如今中国却反其道而行之，大搞氢能这背后究竟有何玄机？

要知道这些，我们要先了解日本为什么要发展氢能？

其实有关氢能的发展，早在上世纪70年代就已经提出。其原因就是美腻坚和带英这两个“搅屎棍”插手中东的事儿，导致中东发生了数次石油危机。

自此以后，美国、欧盟和日本相继开始了氢能发展计划，其中日本尤为积极。因为日本想构建一个“氢能社会”，推动氢能源代替天然气和石油。

因为日本看到了沙特等石油主产国靠着能源就能躺着赚钱，而自己的亲爹美腻坚用美元绑定石油，靠“印纸”就收割了全世界人民的“韭菜”。作为美腻坚眼的“儿子”，昭和男儿如何不心动呢？

所以日本从1974年就启动“阳光计划”发展氢能，并开启了一系列相关研究。并在2003年提出了“氢能社会”的构想，到了2017年，日本将氢能发展列为国家战略，意图构建全球氢能供应链，在氢能占到主导地位，彻底打一场经济的翻身仗。

尤其是全球在碳排放达成共识，让昭和男儿更是喜不自禁。虽然氢能确实环保，不过制氢就不一定了。

目前制氢成本最低的就是利用化石能源制氢技术，大规模制氢还是用煤和天然气为主，用化石能源提纯氢气，能占到氢能生产近9成以上产能，原因主要是原料便宜。

所以煤制氢则成了大多数国家的首选，煤制氢具体工艺过程是煤炭经过高温气化会产生水蒸气和一氧化碳，一氧化碳具备氧化还原的能力，所以一氧化碳和水蒸气经反应生成二氧化碳和氢气。

因为煤炭气化过程里面会有硫等杂质，所以气体也会含有二氧化硫等有害气体，要获得高纯度氢气还需要提纯。所以石油、金属、煤气在提炼过程中也会产生氢气，算作工业副产物。

利用化石能源生产的氢气叫做灰氢，因为排放不小，也算不上多环保。

所以出现了第二种法子，依旧用化石能源生产氢气，但必须将二氧化碳捕捉和封存，这样生产出来的氢做“蓝氢”，这项技术叫CCS。

为了进一步减少而污染物的产出，使用CCS时，大多数企业选择用天然气蒸汽转化制氢，中石化主要采用的也是这套技术。

天然气转氢利用的是在高温条件下+催化剂，让天然气里面甲烷等烃类与水蒸气发生置换反应，生成氢气和一氧化碳 等混合气体，反应方程式如下：CH4 + H2O---CO + 3H2。

最后是绿氢技术，就是利用电解水产生氢气这种法子，不产生任何有害副产品，所以也是最受关注的，但成本太高，目前产能只占氢能的1%-2%左右。

所以日本制定的“氢燃料战略”当中，主要以蓝氢为主、绿氢为辅的发展策略。

因为日本本土缺乏各种资源，要矿没矿，要能源没能源，所以和带英的“忠犬”澳大利亚展开了全面合作。

因为澳大利亚是啥资源都不缺，两国刚好“狼狈为奸”，一起开发利用褐煤制氢的CCS技术。在此之后日本和澳大利亚还开发了液态氢能运输技术，制造了运氢船舶。

但是日本从70年代至今，为何氢能计划看起来依旧不温不火？

因为日本氢能发展主要集中在氢能的生产、运输、储藏和应用。

不过应用的多才能推动生产，但日本丰田、本田、三菱、尼桑等汽车厂商氢能源汽车虽然早就上市，但是基本无人问津。尤其是2020年一年，日本氢能汽车销量只有区区902辆，不如日本任何一家车企汽车销量的零头。

与此同时，三菱、日立和川崎也开发出烧氢和煤气的联合循环燃气轮机发电机组进行发电，用氢能取代天然气，用氢燃料电池发电代替家庭日常用电，而发电产生的热能可以用来供应暖气和热水，让每一户都形成一套家用热电联供系统。

但这些计划成绩都惨不忍睹，其原因就是一个字-贵。刚刚说的热电联供系统一套系统的成本高达100万日元，差不多6万人民币，而一套天然气地暖设备也不过几千，最关键的是天然气可比氢气便宜多了。

按照日本政府的说法，想让氢燃料和天然气竞争，必须将氢能的发电价格降低到0.17美元/千瓦时以下。

但根据2019年国际能源署公布的数据，煤制氢和天然气制氢的成本基本大约在1.7美元/千克的水平，而2019年液化天然气价格最高时也只有1美元/千克。加上日本氢能又没有完善的运输系统和足够的加气站，也让日本氢能发展难以为继，一段时间成了笑话。

日本玩不转氢能，为何我国突然之间开始加速氢能布局了？这背后有何玄机？

中国为何大力发展氢能，为何让日本“酸”了？

日本氢能发展受阻，为何我国又要大力发展氢能？

目前人类进入了第三次能源革命的初始阶段，未来的动力是电池，而能源主要是以可再生能源为主。主流的能源专家认为，未来人类的能源载体将从电和石油变成是电和氢。

根据我国能源局发布的2020年报告，光2020年一年我国的原油和天然气进口量分别高达5.42亿吨和1.02亿吨，对外依存度达到70%和40%，这实在不利于我国能源发展战略。

所以随着“双碳”计划，我国开始加大对风能、太阳能等可再生能源的投入比例。但是过多地使用风能、太阳能等可再生能源会造成电力稳定性较差的问题，尤其是能源过于单一会诱发巨大的问题。

比如巴西，巴西一半以上的电力需求依赖水利发电，但是今年南美干旱，而干旱造成巴西今年电力异常紧张，企业只能停工停产，造成大量失业，引发很多社会问题。

所以我国一方面加大风光发电的同时，必须规模化发展氢能储能产业。如果因季节性问题造成可再生发电设施发电量不够时，就需要利用储存的氢能发电，目前利用氢能燃料电池的电力转化效率达90%以上，可以有效避免电力来源单一紧张的问题。

除此之外，氢能燃料电池汽车适合长途运输。因为新能源汽车充电太慢，但是氢燃料电池的加氢站却没有此类问题。

根据中国石油提供的数据，目前位于北京冬奥会崇礼场馆核心区内的太子城服务区加氢站，配套是2台35兆帕双枪加氢机，加氢能力为500千克/12小时，一次能给4辆氢燃料车加注氢气，所需时间仅仅只有7分钟左右，比起新能源汽车充电快的太多。所以长途运输氢能会优于电能。

而且因为疫情，美国滥发美元导致全球能源价格大幅增长，尤其是煤炭、石油、天然气那是一天一个价，而今年液化天然气成交价最高达到7.8元/1千克。

根据标普全球普氏今年8月发布的评估报告，澳大利亚利用光伏发电生产氢气已经降至1.5美元2美元/千克的水平，已经十分接近最高点天然气价格。与此相反的是，进入冬季后，化石燃料制氢的生产成本最高时达到8美元/千克。

有专家预测，中短期来看“灰氢”和“蓝氢”中短期还是氢气的主要来源，但是成本和化石能源相比还是太高。

但长期来看“绿氢”更有优势，根据专家计算，如果绿氢在性价比上超过化石能源，发电成本需降至每度电5分钱以下才有优势，短期基本无望。但是我国有一个地方的清洁能源成本确实可能低到5分钱以下，那就是新疆。

因为新疆的地理环境实在太适合发展光伏和风能了，中国太阳能最丰富的区域有雷州半岛、海南岛以及新疆北部。除此之外，新疆的风能也极为出色，在新疆的百里风区，大于8级大风的天气一年可达100多天。该地区的最大瞬时风速曾达到60秒/米以上，堪比17级台风，曾经常发生吹翻火车的事故。

所以在新疆这地儿，就是专门为发展“绿氢”而诞生的，根据中国可再生能源数据显示，新疆2021年前7月光伏发电109.1亿千瓦时，同比增长21.1%；风电发电337.2亿千瓦时，同比增长33%，新的装机设备会陆续投产，新疆的可再生能源还会进一步发展。

除此之外，2020年我国氢气产量3340万吨，位居世界第一，与此同时，我国也是氢气生产与消费的最大国家。我国氢能发展联盟2020年发布的《白皮书》我国实现碳中和时，氢能的能源消费占比中要达到20%。

而且我国在北京、上海、成都、武汉、郑州、张家口、大同等数十个城市已经开通氢能公交线路，目前我国氢燃料电池公交车保有量达7000多辆，而且还在持续增长当中，所以我国氢能不缺应用。

反观日本因为地理复杂，发展氢能和运输氢能的成本都极为高昂，所以不得不和澳大利亚和沙特这样的能源大国合作，但这样主动权根本不在日本手里。

而日本又想构建一个“氢能社会”，本土推动氢能却因为成本问题屡屡受挫，这可真是应了那句老话，福无双至祸不单行。所以日本眼看中国氢能崛起，眼看中国氢能超越，却无力阻挠。

尤其是新疆库车绿氢示范项目只是一个开始，随着未来发展，新疆甚至有望带动周边国家的能源发展，这宏大的发展前景怎么可能让日本不“酸”。

所以日经中文网曾经的刊文，日本的氢能专利虽然全球第一，但是这个优势已经开始逐步衰退。

而且中国包括包括潍柴动力、华通、腾龙股份、大洋电机、雄韬股份开始全面发展氢燃料电池，打破日本专利只是时间问题，而中国氢能专利已经跃升全球第二，未来氢能会成为中国的代名词吧