据统计,全球共有 25 个国家进行了生物制氢方面的研究 。按领域的论文发表数量进行排序,中国与美国两国处于绝对领先位置,发文数量分别为 25700 篇、24450 篇,占全球总发文数量的 22.36% 和 21.28% 。日本位居第三,发文量占全球发文量的 9.05%。
值得一提的是,在与日本相比的氢能相关的5类技术中,中国已经有4个超越了日本,其中包括制氢、储氢、安全控制以及运输 。安全一直是氢能使用过程中最难解决的一项难题,不解决这一问题氢能就不可能广泛使用,而中国在这一方面已经超过了日本 。
据统计,全球涉足生物制氢研发的机构大约有 5000 余家,美、德两国分别有两大机构上榜;值得一提的是,中国论文被引用的频次、篇数均遥遥领先,发文数量最高的机构是中国科学院,意味着中国在生物制氢研究领域具有很高的水平,且科研能力不断提升,获得了全球学界的广泛认可 。
值得一提的是,中国申请生物制氢技术专利的起始时间较晚,1992 年才开始陆续出现且前期发展缓慢,但中国在该领域的发展步伐非常快,尤其于 2015 年成功超越美国成为全世界申请生物制氢专利的第一大国 。但相比欧美等发达国家,中国境内达到产业化规模并实现盈利的生物制氢系统尚未出现,大多生物制氢系统仍集中在实验室的小试研究阶段,国内只有个别实验室进入到中试放大阶段 。
全球各国家在政策领域,为抢占未来能源竞争的制高点,世界各国竞相在氢能领域加大支持力度,中国国家和地方政府密集出台了多方面的扶持政策,比如国家氢能标准委会发布的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》以及四川政府发布的《成都市氢能产业发展规划(2019-2023 年)》 。借助政策东风,氢能储运等基础设施将进一步完善,中国的生物制氢产业或将迎来史上发展最为蓬勃的三十年;值得一提的是,中国国家发改委和国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,正式明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分 。
中国石化在所有的新能源业务当中,氢能正在成为中国石化的重中之重 。中国石化表示,将打造规模最大、科技领先的中国第一氢能公司,重点聚焦交通和炼化两大领域,远期目标是成为世界领先的氢能公司 。中国石化是国内第一大炼化企业,凭借煤制氢和工业副产氢的产能,中国石化目前也是全国最大的氢气生产方 。中国石化2021年在新疆库车的绿氢示范项目正式启动建设,该项目是当时全球在建的最大光伏绿色生产项目,投产后年产绿氢可达2万吨 。
二、美国(全球最早将氢能及燃料电池作为能源战略的国家)
文章插图
美国是全球最早将氢能及燃料电池作为能源战略的国家 。早在1970年,美国便提出了“氢经济“ 。美国是全球氢能应用较为成熟、且拥有世界上最多氢燃料电池叉车的国家,美国曾经是氢能产业最大的推动者 。美国是全球较早提出氢能研究和应用的国家,美国政府自1990年至今颁布了多项推动氢能发展的政策和行动计划 。
美国已经形成了“制氢—运氢—储氢—用氢”的全技术链能力 。2021年2月,美国发布了最新版《氢能计划发展规划》,提出未来10年及更长时期氢能研究、开发和示范的总体战略框架,并设定了到2030年美国氢能发展的技术和经济指标,其主要内容包括以下3方面 。
1)设定氢能全链条中重点发展技术的技术和经济指标,通过技术创新,提高技术稳定性和效率,降低成本,加快氢能技术或产品的商业化应用 。2)通过研究可再生能源、化石能源和核能制氢技术,开发多种氢源;通过开发氢能分配先进技术、储氢介质及储氢设施,满足各种规模的氢储运的需求;通过进一步开发高性能燃料电池和合成燃料产品等,拓展氢能应用领域 。3)开展氢能标准的研究和制定 。
2021年7月,美国参议院通过了5500亿美元的《基础设施投资和就业法案》,提出联邦将拨出95亿元奖金用于支持氢能领域,其中80亿将用于建设至少四个区域性清洁氢能枢纽 。清洁氢能枢纽将被用作氢燃料生产地点,用于供暖、交通和制造业等领域 。
历史上,美国对氢能的关注要追溯到20世纪70年代的石油危机时期,由于能源自给项目的失利,美国开始布局氢能技术研发,资助氢能相关的研究项目,并于1974年在迈阿密召开了第一次氢能国际会议 。同年底,国际氢能协会(IAHE)在迈阿密成立,这一组织也是迄今为止全球历史最为悠久的国际氢能组织 。
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