2021年俄羅斯氫能源開發(fā)歷程、開發(fā)現(xiàn)狀及對我國的啟示

來源：絲路印象 2024-07-19 17:34:00 瀏覽：891 收藏

俄羅斯氫能源起步較早，開展了一系列基礎研究，并在航空航天、潛艇等方面進行了應用，取得了一些認識，為世界氫能源發(fā)展做出了貢獻.那么，俄羅斯氫能源開發(fā)經(jīng)歷了哪些歷程？俄羅斯氫能源開發(fā)現(xiàn)狀如何？對我國有什么啟示？絲路印象投資分析俄羅斯事業(yè)部根據(jù)對俄羅斯新能源市場多年的實地調研經(jīng)驗，系統(tǒng)的分析了俄羅斯氫能源開發(fā)歷程、開發(fā)現(xiàn)狀及對我國的啟示。

1、俄羅斯氫能源開發(fā)歷程

20世紀30年代，莫斯科高等技術學校進行了汽車發(fā)動機加氫對汽油的影響研究，1941年，由于衛(wèi)國戰(zhàn)爭，研究被迫停止，該研究并沒有取得明顯效果。1961年，前蘇聯(lián)宇航員加加林環(huán)繞地球飛行，他所駕駛的宇宙飛船加入了氫燃料，證明氫能源作為動力的可能性。20世紀70年代，由于石油危機，加之氫能源對環(huán)境污染較小，前蘇聯(lián)科學家認識到氫能源的重要性，重新開始進行相關科學研究。20世紀80年代至2000年，俄羅斯加大了科研投入，在“暴風雪”號航天飛機、“S184-U34”潛艇動力裝置、“圖155”飛機等嘗試使用氫能源，進行了一定的技術儲備，促進了氫能源研發(fā)，但沒有大規(guī)模應用氫技術。2003年，俄羅斯成立了非營利性的全國氫能源協(xié)會，其宗旨為促進氫能源發(fā)展，在該協(xié)會的組織下，2006年，進行了氫能源汽車測試，這是俄羅斯首次進行氫能源汽車測試。2019年11月，在圣彼得堡進行了氫能源電車測試。2015年，俄羅斯簽署了《聯(lián)合國框架公約》，承諾在未來10年內碳排放量減半，正式與國際接軌。2020年5月，在莫斯科建造了俄羅斯首座加氫站。2020年6月，俄羅斯氫能源總產(chǎn)量約500×104t/a，主要來源于石油加工中的甲醇生產(chǎn)，同時，核電廠制氫開始研發(fā)。2020年6月，俄羅斯聯(lián)邦政府總理米舒斯京批準了“2035年俄羅斯聯(lián)邦能源戰(zhàn)略”，該戰(zhàn)略對氫能源進行了單獨論述，氫能源進入快速發(fā)展階段，為此，俄羅斯天然氣工業(yè)公司、俄羅斯原子能公司、諾瓦泰克公司、高校及科研機構等加強了氫能源研發(fā)工作。2020年12月30日，俄羅斯總統(tǒng)普京在與總理米舒斯京舉行的視頻會議上，提出三年內建立市內氫能源公共汽車，三年后陸續(xù)建立氫能源火車。

2、俄羅斯氫能源開發(fā)現(xiàn)狀

2.1 制定發(fā)展規(guī)劃

根據(jù)絲路印象投資分析俄羅斯事業(yè)部能源電力課題組發(fā)布的《2022-2026年俄羅斯新能源行業(yè)投資前景及風險分析報告》數(shù)據(jù)顯示，2020年10月12日，根據(jù)《巴黎氣候協(xié)定》，俄羅斯聯(lián)邦政府通過了《2024年俄羅斯聯(lián)邦發(fā)展氫能源計劃書》，主要包括8部分內容：制定氫能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，該部分已于2021年3月完成；制定國家層面氫能源發(fā)展支持政策；建立氫能源產(chǎn)能；確定氫能源試點項目，建立相關實驗室；促進氫能源高端技術發(fā)展；完善氫能源國家標準及制度；培養(yǎng)氫能源領域人才；開展氫能源國際合作[5]。

2.2 確定試點公司

2.2.1 俄羅斯天然氣工業(yè)公司

俄羅斯天然氣工業(yè)公司（俄氣公司)是俄羅斯最大的天然氣生產(chǎn)企業(yè)，2013年，俄氣公司計劃每年生產(chǎn)36×104t氫氣。2020年初，俄氣公司提出了氫氣輸送戰(zhàn)略，充分利用“西伯利亞力量”“土耳其流”“藍流”“北溪-2”等輸氣管道進行氫氣輸送。2020年12月，俄氣公司宣布成立子公司“氫氣工業(yè)”，專門進行氫能源研發(fā)，基本思路為甲烷熱解方式生產(chǎn)氫氣。為了降低制氫成本，俄氣公司計劃在德國北部建立氫氣生產(chǎn)廠，一方面可以充分運用德國的氫能源生產(chǎn)技術，另一方面可以充分運用“北溪”和“北溪-2”輸送的天然氣。俄氣公司計劃將工廠建在“北溪”和“北溪-2”天然氣管道出口附近，利用管道輸送的天然氣，將生產(chǎn)的氫氣及天然氣在德國進行應用或反向輸送回俄羅斯。2021年初，位于薩馬拉和烏法的俄氣子公司“俄氣天然氣運輸公司”正在實施兩個創(chuàng)新項目，研究甲烷生產(chǎn)氫氣并進行輸送。研究表明，天然氣節(jié)約5%，CO2排放減少30%，NOx排放減少4.5倍，CO排放減少5倍。下一步，該公司將研發(fā)無碳氫氣生產(chǎn)技術。此外該公司正在與德國和奧地利公司聯(lián)合攻關，研究甲烷與氫氣混合物在儲氣庫中的安全貯存。

2.2.2 俄羅斯諾瓦泰克公司

俄羅斯諾瓦泰克公司是俄羅斯重要的天然氣生產(chǎn)商，是俄氣公司的主要競爭對手，該公司主要從事天然氣和LNG生產(chǎn)、運輸和銷售。2020年9月8日召開“天然氣技術”會議，2020年10月，正式宣布進軍氫能源產(chǎn)業(yè)，加大氫能源研發(fā)力度，增加俄羅斯氫能源產(chǎn)量，充分利用俄羅斯氫氣管道優(yōu)勢，大規(guī)模輸送氫氣，降低輸送成本，改變俄羅斯能源結構，持續(xù)保持俄羅斯氣體能源領先優(yōu)勢。2020年12月，諾瓦泰克公司推出氫氣項目，計劃利用氫氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)天然氣，用來生產(chǎn)LNG及發(fā)電，為此，與“西門子能源”公司合作，重新設計亞馬爾LNG燃氣輪機，所采用的燃料中氫氣含量將達到60%。

2.2.3 俄羅斯原子能公司

2019年9月，俄羅斯原子能公司與俄羅斯鐵路公司、運輸控股公司簽署了一項協(xié)議，該協(xié)議計劃在薩哈林州建立氫能源研發(fā)基地，在氫燃料電池應用于鐵路運輸方面進行合作。2019年9月，俄羅斯原子能公司下屬的海外公司與日本工商經(jīng)濟部自然資源和能源局簽署了一項合作協(xié)議，計劃在薩哈林島共同開發(fā)氫能源，并出口日本。2020年，俄羅斯原子能公司在俄羅斯國內積極尋找新的合作伙伴，計劃在國內建立兩個生產(chǎn)、運輸、儲存、應用、出口一體化的氫能源基地。在薩哈林建立俄羅斯東部氫能源基地，為俄羅斯遠東地區(qū)提供氫能源，并出口亞洲；在俄羅斯西部建立俄羅斯西部氫能源基地，為俄羅斯西部地區(qū)提供氫能源，并出口歐洲。2021年1月，俄羅斯原子能公司計劃在摩爾曼斯克州科拉核電廠建立核能發(fā)電制氫試點項目，計劃2~3年內，實現(xiàn)1.5MW電能，在5~7年內實現(xiàn)4MW電能，到2030年達到500MW電能，1MW電能可生產(chǎn)約200m3/h氫氣，相當于每年158t。該項目成功實施將有助于解決摩爾曼斯克州能源供應問題。

2.2.4 俄羅斯科研機構

2020年11月，俄羅斯從事氫能源研發(fā)的高校及科研機構聯(lián)合成立了研發(fā)團隊，被稱為“氫谷技術”團隊。該團隊包括氫能源研發(fā)、制取、儲運和應用整個鏈條，計劃與俄羅斯氫能源公司密切合作，共同推動氫能源開發(fā)。目前，該團隊已經(jīng)取得初步成效，俄羅斯國立核能研究大學建立了氫氣制取及儲存；托木斯克理工大學在實驗室獲得高純度碳化鎢，取代昂貴的鉑催化劑，顯著降低氫氣成本；俄羅斯石油公司的聯(lián)合研發(fā)中心研發(fā)了甲烷芳香化技術，可以從天然氣和石油氣中同時獲取氫氣和芳香烴產(chǎn)品，根據(jù)這一技術，每生產(chǎn)10×108m3天然氣或石油氣，產(chǎn)生10×108m3氫氣和50×104t芳香烴，該技術能顯著減少CO2排放量、降低能源生產(chǎn)成本、提高綜合效益。

2.3 建立加氫站

2020年5月，俄羅斯科學院院長葉戈羅夫正式宣布，在莫斯科郊區(qū)切爾諾洛夫卡建立了俄羅斯第一座加氫站，并對外開放，標志著俄羅斯氫能源研發(fā)邁上新臺階。該加氫站每天最多可以給6輛車加氫，截至2021年1月1日，俄羅斯只有1輛氫能源汽車，為豐田米拉氫燃料汽車，該車重1855kg，加氫過程需要5~6min，汽車加速到100km/h需9.5s，行駛100km氫燃料費用約250盧布。該豐田米拉汽車加氫后預計行程480km，前提是用70MPa將氫燃料注滿，但該加氫站加氫壓力只能達到50MPa，因此該汽車使用效率有所降低[10]。此外，該加氫站具有實驗室功能，承擔了氫能源方面的科研任務，如果俄羅斯的某些科研項目需要給氫燃料電池加氫，也由該加氫站完成。

3、俄羅斯氫能源展望及對我國的啟示

3.1 俄羅斯氫能源開發(fā)優(yōu)勢

根據(jù)俄羅斯能源部分析，俄羅斯氫能源發(fā)展具有很大優(yōu)勢?？蒲蟹矫?，俄羅斯有強大的科研機構，包括大學、科研院所、企業(yè)等，在氫能源生產(chǎn)、運輸、儲存、使用等方面有了一定技術儲備；生產(chǎn)方面，俄羅斯有豐富的油氣資源，為氫能源生產(chǎn)提供基本保障，俄羅斯還有豐富的電能、核能、風能，為生產(chǎn)綠氫能源提供保障；運輸方面，俄羅斯有豐富的天然氣管道，可以依托這些管道進行氫能源運輸，不需要大規(guī)模重復建設，為氫能源提供運輸保障。俄羅斯科學家預測，15~30年后，俄羅斯氫能源生產(chǎn)和全球市場供應將占領先地位。此外，俄羅斯專家對氫能源生產(chǎn)能力進行了評估，以電解制氫方式為例，僅僅啟用備用發(fā)電機能力，俄羅斯能源部預測每年可生產(chǎn)氫能源350×108t，俄羅斯戰(zhàn)略發(fā)展中心基金會預測每年可生產(chǎn)500×108~600×108t，俄羅斯能源網(wǎng)絡基礎設施中心預測每年可生產(chǎn)190×108~350×108t。

3.2 俄羅斯氫能源未來發(fā)展

根據(jù)歐盟2035戰(zhàn)略，俄羅斯將成為氫能源生產(chǎn)、消費、出口領先的國家，為實現(xiàn)這一目標，未來15年，俄羅斯擬采取一系列關鍵措施，主要包括6方面：

1)加強氫能源開發(fā)全過程立法支持，包括基礎設施建設，生產(chǎn)、運輸、存儲、使用等環(huán)節(jié).

2)加強氫能源生產(chǎn)力度，建立氫能源生產(chǎn)基地，包括天然氣生產(chǎn)氫能、可再生能源生產(chǎn)氫能、核技術生產(chǎn)氫能等，提高氫能源產(chǎn)量。

3)加強氫能源生產(chǎn)技術研發(fā)，充分利用俄羅斯本土技術，國外先進技術國產(chǎn)化，降低氫能源生產(chǎn)成本，包括甲烷熱解、電解等方法。

4)提高氫能源在能源消費中的比重，重點攻關氫能源運輸、氫能源電池催化劑等技術，提高氫能源轉化效率。

5)加強氫能源開發(fā)過程中安全管理，使氫能源成為安全、高效、清潔的能源。

6)加強氫能源研發(fā)國際合作，加大氫能源對外出口量，包括歐洲、亞洲等。采取這些措施后，俄羅斯氫能源比例將逐步增加，石油、天然氣、煤炭等化石能源比例將逐步減少，到2024年，計劃出口氫能源20×108t，2035年增至200×108t，俄羅斯氫能源生產(chǎn)和出口躋身世界領先行列，占世界氫能源市場10%~15%。

3.3 對我國的啟示

我國與俄羅斯護互為鄰國，中俄是很好的戰(zhàn)略聯(lián)盟關系，隨著我國“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，中俄兩國已經(jīng)在多個領域開展合作。俄羅斯在氫能源發(fā)展方面和我國具有很強相似性，對我國氫能源發(fā)展具有很好的啟示。

1)加強頂層設計。近幾年我國氫能源發(fā)展迅速，存在低水平重復建設的苗頭，建議加強頂層設計，統(tǒng)籌考慮氫能、風能、電能、核能等資源，做好短期及長期發(fā)展規(guī)劃，防范無序競爭和產(chǎn)能過剩風險，構建我國氫能源產(chǎn)業(yè)科學發(fā)展格局。

2)加強核心技術攻關。我國氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具規(guī)模，但在關鍵材料、核心技術、基礎設施建設、商業(yè)化推廣模式等方面存在瓶頸，建議統(tǒng)籌考慮我國研發(fā)資源，集中優(yōu)勢研發(fā)力量，解決關鍵技術問題。

3)加強標準體系制定?，F(xiàn)有原料氫的標準主要作為化工產(chǎn)品進行管理和約束，將氫作為能源，缺乏相應的標準，建議盡快建立氫能源標準體系，促進氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展。

4)加強產(chǎn)業(yè)政策扶持。氫能源產(chǎn)業(yè)投入大、產(chǎn)出慢、技術含量高、政策依賴性強，建議加強宏觀政策扶持，降低氫能源成本，促進氫能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

5)加強國際合作。盡管我國氫能源產(chǎn)業(yè)取得一系列進步，但與日本、韓國、澳大利亞等國家相比還有差距，建議與這些國家開展合作，縮小差距；俄羅斯氫能源發(fā)展對我國具有借鑒意義，建議加強與俄羅斯的合作，互通有無，促進我國氫能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。