内蒙古风光氢储产业链一体化发展实践及启示

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王喜峰 姜承昊

目前,我国风光电为代表的新能源产业发展迅速,在世界范围内占据主力地位,但是依然面临着一些较为突出的问题,主要表现为能源产出不稳定、难储存、难输运、难消纳的“四难”。

如何破解这些问题, 关系到新能源产业发展的可持续性。习近平总书记参加十三届全国人大二次会议内蒙古代表团审议时强调,要“保持加强生态文明建设的战略定力,探索以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子”。这要求各个省区统筹经济发展和生态保护,总结自身优势,积极探索高质量发展的价值转化路径。内蒙古自治区传统能源资源丰富、新能源潜力巨大、生态屏障功能重要,是新旧动能转换、统筹生态保护和高质量经济发展的“主战场”之一。

近年来, 内蒙古自治区以习近平生态文明思想为指导,注重创新和科技作为发展的动力,初步探索形成了体现国家战略需要、突出地方特色特点、提前布局新型技术新型基建、合理利用地区资源优势进行价值开发转化的“生态优先、绿色发展”之路,对于各资源型地区和中西部省区因地制宜、绿色发展具有启发和借鉴价值。

内蒙古自治区风光氢储产业链一体化发展实践

内蒙古作为风光电资源产出丰富的大区,不局限于新能源发展的短期视野,坚持系统化思维,统筹其工业基础、技术积累和材料优势,探索了新能源生产、储存、运输、消费的一体化解决方案,带动了新能源工业、新能源配套装备制造业、新材料产业等上下游链条的技术研发、制造和新型基础设施建设, 走出一条拓展上下游产业链、增加产业附加值的风光氢储全产业链发展模式。

(一)统筹推进风光氢储产业链一体化发展

新能源的“产出不稳定、难储存、难输运、难消纳”问题增加了电网的运行成本,使电网面临较大的“调频、调峰、调压、备用”的运行压力,导致部分风光电产出大省的“弃风、弃光”率较高。据统计,2020年全国弃风电量约166亿千瓦,产出的新能源并没有全部得到合理利用和消纳,也造成了一定程度的低效和浪费。

为解决这些问题,必须发展与新能源下游对接的储能产业。氢能作为一种新型储能方式,其单位质量热效高、生态环境友好、储运方式多样、应用场景丰富,是解决新能源电网调峰、储运问题的重要方法之一。而许多煤化石化企业的副产品正是氢气,对其进行规模化利用,既可以增加产业链长度和带来额外工业附加值, 又可以降低工业的整体碳排放量, 进一步导向“ 双碳” 目标。同时,对于风电设备、光伏设备、氢能设备、储能设备的制造业发展,还能为地区带来额外的附加产值和就业岗位, 提升社会经济的总体福祉。

根据以上思路,内蒙古统筹各个产业链条发展之间的联系,积极推进风光氢储产业链一体化发展。

具体来说,在风能和光能产业方面,内蒙古充分发挥风光资源优势,鼓励风光火一体化多能互补项目,建设磴口县乌兰布和沙漠千万千瓦级光伏基地、乌拉特中旗和乌拉特后旗分布式风电基地、中蒙电力合作示范区等,积极探索微电网、数字能源等智慧化调度体系,以推进多元化能源供给保障,缓解风光电的并网压力, 还开发了库布其沙漠等光伏治沙、光伏治荒等模式。在氢能产业方面,积极推进风光制氢一体化项目,提前布局智慧加氢站、油氢混合站等氢能基建,在消费端主动升级部分氢能源汽车,集合制氢、储运、加氢、氢能应用于一体。在储能产业方面,除大力发展氢能衔接外,还推进太阳沟抽水蓄能、源网荷储一体化工程、电化学储能等集中式储能建设, 同时加快燃料电池等分布式储能及其关键材料如负极材料、电解质隔膜、质子交换膜等研发生产。

通过上述措施, 内蒙古的风光氢储产业链条一体化推进,“弃风、弃光”水平大幅度降低,形成了绿色高效的风光资源开发利用模式。2020年, 内蒙古蒙西、蒙东电网风电并网消纳率达93.0%97.7%, 光伏并网消纳率达9 6 . 4 % 99.6%,氢能、储能方面已建成营运国内首座民运液氢工厂, 全自治区开展氢能技术研发的企业已达70余家。全区风光氢储产业链条一体化统筹解决了能源调蓄、配套装备制造、氢能产业布局等问题,走出了一条不断拓展产业链附加值,不断延长产业链长度的“生态优先、绿色发展”之路。

(二)筑牢风光氢储产业的政策和融资保障

风光氢储产业占我国能源生产量的比例不断提升,实际产业发展中,尽管坐拥“大好风光”,但产业“运动式”上马、“扎堆式”布局、项目融资难等问题影响风光氢储产业的长远发展。

一是政策保障方面。内蒙古主动释放政策保障,不断鼓励相关企业积极参与风光氢储产业建设。内蒙古各盟市还针对各自实际因城施策、因地施策。例如,巴彦淖尔市对于投资项目开放政务服务绿色通道, 降低企业制度性交易成本,采用“网上审批”、“联合审批”优化审批环节、缩短审批时间,对于土地、固定资产、投资贡献、重组并购、扩链技改、技能培训等给予额外奖励。同时,引进了中船重工、远景风机、国家能源投资集团等重点企业, 形成了清洁能源“双创基地”、光伏治沙、农(林、牧)光互补、制氢储氢等新业态。这一系列政策保障举措的实施,为内蒙古风光氢储产业链的发展降低了发展成本、优化了建设效能, 形成了产业发展的坚实支撑。

二是产业引导方面。内蒙古先后发布《内蒙古自治区人民政府办公厅关于推动全区风电光伏新能源产业高质量发展的意见》《内蒙古自治区“十四五”可再生能源发展规划》等系列文件, 为产业发展设定了一系列保障措施和具体规划。其中,关于产业指导方面,根据现有产业现状,明确表明支持源网荷储一体化项目、工业园区可再生能源替代项目、火电灵活性改造、风光制氢一体化示范项目等重点项目,对于产业发展进行了科学引导和提前布局。良好的产业规划和引导,使得内蒙古有能力将新能源开发和高质量发展融合、坚持保障能源安全和实现“双碳”目标相统一、生态优先和科学布局相结合、总体规划与分布实施相衔接,形成风光氢储高质量发展的路子。

三是融资保障方面。截至2021年,中国银行内蒙古分行累计投放新能源行业贷款近100 亿元;20227月,内蒙古碳减排领域获得国家开发银行内蒙古分行专项贷款66亿元;8月, 中国农业银行与内蒙古自治区人民政府签订了战略合作框架协议。此外,鄂尔多斯市等地还引导重点企业成立氢能产业发展基金,用于产业链企业股权投资、新兴技术孵化等。通过拓展融资渠道,内蒙古的新能源项目落地得到了有力支撑。例如,乌兰察布市年度计划投资145.83亿元,已较上年翻了两番。

(三)打造新能源配套设备供应链和产业链的稳定基地

内蒙古将新能源高端装备制造和新能源生产消费相结合,秉承创新意识和探索精神,把握整体和局部的联系, 既保障了内蒙古及周边多个大型清洁能源基地新能源高端装备的需求和供应,又充分利用了内蒙古多年以来的传统工业积累和技术沉淀。此外,内蒙古在设计发展规划时,“算大账、算长远账、算整体账、算综合账” , 在发展现有产业的同时,还从源头促进了一系列新能源制造技术、人才、资金的集聚,为内蒙古经济社会注入了新的动能。现阶段内蒙古的新能源配套设备发展体系一般为以下几种:

一是以风光电配套设备制造业的发展扎实保障风光装机容量。例如,内蒙古引入的三一重能在巴彦淖尔市临河区将投资近1 0 亿元人民币, 可生产近1500片叶片和500台风机。据统计,截至2020年,内蒙古风电整机制造企业11户, 产能达5500台套,光伏使用的单晶硅产能40GW、多晶硅7.7 万吨,约为全国的1/3以上,为内蒙古的新能源装机容量扩增提供了较大空间。风光电配套制造业的发展为新旧动能转换中的就业、民生等问题提供了新的就业岗位和利润来源,为当地群众留下了更多的民生福祉,切实增加了当地群众的收入来源。

二是以氢能储能配套设备和基建的发展促进氢能储能的落地。氢能和储能在国内尚处于发展的初期阶段,对于氢能的应用,一般既需要供给端对于生产、储运、加氢的配套设备进行研发、改进和应用, 例如风光制氢一体化设备、商用储氢运载系统、加氢站等配套设备研发,也需要消费端的培育和投入,例如氢能汽车等氢能配套设备。对于储能,一般既需要适配大规模新能源电力来源的集中式储能设备,例如抽水蓄能和电化学储能等, 也需要燃料电池等分布式的新能源储能系统。内蒙古通过“制储运用一体化”,在鄂尔多斯、包头、乌海等地进行试点,其中乌海已经建成国内首家民用液氢工厂,加氢站和氢能公交车已投入运营。

三是以商用情景拉动新能源产能的消费。消费端的需求是新能源生产必须考虑的现实目标。考虑到内蒙古矿卡、重卡较多,对于高能值的燃料需求热切,同时也具有保障全国能源体系的重要功能特点,内蒙古将不断拓展风光氢储产业在各个领域的示范应用。例如针对交通领域,内蒙古提出, 将在包头、鄂尔多斯、乌海等矿业集中地推广中重型氢燃料电池矿卡,不断拓展氢燃料商用车的应用前景;针对化工领域,鼓励工业绿氢作为冶金化工的替代投入;针对建筑领域,鼓励氢能热电联供项目。可见,这些商用情景与措施, 建立在内蒙古载重、载矿的交通需求,冶金工业的产业需求,供暖防寒的人居需求上, 具有较高的应用价值和前景, 也为新能源产能的消纳提供了现实基础。

(四)以科技创新引领风光氢储一体化高质量发展

内蒙古在产业布局和规划中,始终把科技作为发展的第一动力。然而,内蒙古地处中西部地区,人才、资金、技术等要素比较发达地区均为不足,而新能源又是一项技术密集的产业领域。内蒙古依靠技术成果转化提高企业研发动力,依靠国内国外开放交流构建区域合作体系,最终依靠不断推进技术创新获得产业发展的不竭动力。

一是注重技术成果转化。内蒙古主动以实际产业需求为导向,力图通过科技创新解决实际发展问题,不断提高社会生产力。例如,绿氢衔接新能源生产, 可在缓解新能源消纳问题的同时, 带来潜在新能源制氢产能超330万吨,约达2021年中国氢能总产能的1 / 1 0 。此外, 内蒙古氯碱、焦化等工业副产氢超1 3 0 万吨, 具有规模利用的成本优势,应用碳捕捉、利用和封存技术(CCUS)对工业副产氢提纯,甚至可以进一步降低工业碳排放。这些都体现了内蒙古的科技研发和产业布局是起源于实践、形成于实践、应用于实践的。

二是注重国内外技术引进和合作。内蒙古与陕西、甘肃、宁夏等地深入开展合作, 共同打造黄河几字湾清洁能源基地。在阿拉善盟梧桐沟区域打造蒙甘高比例可再生能源外送基地;在孪井滩生态移民示范区重点打造蒙宁区域协作区;积极通过特高压通道与对应省区展开合作等等。通过区域合作,不断提升了技术水平和发展水平。在国际开放交流方面,上世纪80年代起,内蒙古就从法国、瑞典、加拿大、澳大利亚等国引入多种风机与风力发电技术,对于风电设备、风电生产具有数十年的研究经验。近年来,内蒙古先后举办了第十三届计算纳米科学与新能源材料国际研讨会等多个国际交流活动。此外,还有一部分新能源项目开放国际合作,例如阿拉善盟额济纳旗以蒙古国阿曼河煤电一体化项目为调峰电源的中蒙电力合作示范区等。通过国际开放交流, 进一步提高了内蒙古新能源技术的国际影响力。

三是不断推进技术创新。内蒙古在不断推进技术进步和创新中,取得了社会生产力的长足进步。以包头市为例, 通过与北奔重汽、国电投等合作进行“散改集+新能源”项目,包头市将运煤车辆减少了2500台左右,原先每年3000台运煤车辆现被缩减至500台新能源车辆,每年减少碳排放约50万吨。以技术进步为抓手, 内蒙古正逐步向“双碳”目标靠拢。

内蒙古自治区风光氢储发展实践的启示

内蒙古自治区的风光氢储实践探索一定程度上解决了地区在国家战略定位和地区资源特色禀赋、新旧产业更替博弈、欠发达地区的资金不足、技术不够、人才不济等方面的共性问题, 对于其他地区因地制宜走出“ 生态优先, 绿色发展” 之路具有重要的启示和借鉴价值, 主要体现在以下五个方面。

(一)走人与自然的和谐共生之路,紧扣“双碳”目标开展产业链条建设

一是紧紧围绕“双碳”目标,形成高质量经济发展建设的合力。“双碳”目标是一项战略规划和一个过程,要避免进行“运动式”减碳,牢牢把握减碳过程中的产业联系。内蒙古风光氢储产业一体化发展, 正是站在新能源产业发展的整体视野和宏观基础上,基于新能源产业发展的可持续性开展的顶层设计。

二是不断提高现有资源的利用率,探索产业高质量发展的新模式。以内蒙古为例, 与传统的煤炭、石油等能源相比,新能源的单位占地面积产出的能量低,所需的土地资源较大,要求内蒙古重新考虑产业高质量发展的模式。在此基础上, 内蒙古发展了光伏治沙、光伏治矿等一系列国土资源利用新方式。地区在进行产业发展探索时,应统筹现有资源,不断探索提高资源利用率的新方式。

(二)紧抓创新趋势,积极促进科技成果转化为发展助力

一是与科研单位和优势企业主动对接、通力支持、合作共赢,推动产学研深度融合。例如,内蒙古主动对接上海交通大学内蒙古研究院、航天科工六院等科研单位,主动引入久泰新材料、旭阳中燃等优质企业开展技术研发和合作,对于焦炉煤气、工业尾气等工业副产氢技术,高压车载储氢系统、大容量高压气态和低温液态氢储运技术、液态有机物储氢技术、特种钢材高压氢气储运瓶等方面展开技术研发和合作,取得了丰硕成果。

二是积极促进科技成果转化为现实生产力,努力实现技术同产业无缝对接。地区要通过“揭榜挂帅”、“赛马” 等机制激活科技成果创新的主体活力,主动推动科学研究向现实生产力的转化。通过将科研成果与国家战略所需、人民生活所需、市场发展所需紧密结合,内蒙古紧贴国家战略需求,锚定经济建设和关乎国家能源安全的重大工程科技问题,切实把握民生需求和市场趋势,打好了富有前瞻性、战略性的主动仗。

三是打通技术创新和长久发展的良性循环。内蒙古针对风光氢储全产业链部署科技成果的创新链,围绕科技成果的创新链布局风光氢储全产业链, 以实体经济尤其是制造业的全产业链水平提升做文章,超前布局新型基础设施建设,塑造产学研一体化的创新平台,形成了科技围绕产业攻关、产业促进科技再投资的创新循环链条。

(三)将优势资源转化为产业价值,打通价值转化的难点堵点

一是紧紧围绕地区特色的自然资源和社会禀赋,努力发展实体经济,转化优势资源成为价值所在。许多地区都有其特色资源和禀赋,然而,一部分地区守着“金山银山”, 却无法打通其价值转化渠道; 同时与其他地区抢热点、蹭热度。其根本原因,是没有正确认识到区域的优势禀赋。对此, 内蒙古发挥自身特色优势,开发风光氢储产业的思路值得学习和思考。

二是攻坚克难, 打通区域特色资源价值转化的堵点难点。内蒙古本身有着“大好风光”,然而新能源存在较大的消纳问题。在对于世界技术发展的前瞻性研究上,内蒙古选择了氢能储能的衔接规划,克服了一系列问题,例如氢能安全储运设备、燃料电池研发、新能源应用等等,鼓励着其他相似地区主动啃“硬骨头”, 打“攻坚战”,解决地区发展的“卡脖子”难题,打通价值转化的堵点和难点。

三是保持战略定力,坚持合理开发、适度开发和可持续开发。在发展的过程中,往往出现产业发展用力过猛而不考虑长久发展的现象。内蒙古坚持合理、适度和可持续开发, 避免风光电的无序发展,对于草原、森林地区的风光电采取了逐步退出的政策措施。对于其他地区而言,也一定要保持发展的战略定力。

(四)发挥市场对于资源配置的决定性作用,同时更好发挥政府作用

一是发挥市场在资源配置中的决定性作用,不断提升市场效率。在地区招商引资的过程中,要格外重视营商环境的建设和完善,不断减少对于企业正常营运、投资的阻碍。要尽可能发挥市场本身的效率和激励机制,鼓励企业间进行合理的并购,发挥市场机制作用使得市场效率不断提升,社会生产力不断提高。

二是更加积极地发挥政府作用,规范和引导产业有序发展。一方面要通过政策保障和融资激励更好地解决产业发展中的问题。例如,氢能产业的前期市场需求少、价格成本高、基建投入高,影响了其融资效率,通过系统的政策和资金保障,内蒙古的氢能产业得以蓬勃发展。另一方面应更加主动地规范市场行为,避免市场失灵。地区发展产业时,容易产生无序发展甚至盲目发展的情形。政府应更加积极地规范市场行为, 建立负面清单制度。例如,内蒙古的乌兰察布地区缺水,其光热产能就要加以限制,而光伏产业并不用受到太多影响。如果发展光热产业,短期看起来有利可图,但是最终可能会超出水资源承载力,导致更大风险。

(五)抓住产业链条集聚的规模效益,打造供应链产业链的坚实基础

一是抓住产业链条上下延伸的附加值效益, 注重区域民生福祉的提高。区域发展产业,其目的是为了区域内人民群众生活水平的不断提高, 是为了满足人民群众对于美好生活的向往。在延长产业链条时, 既要科学谋划产业链条的发展前景, 又要注重其对于群众的实际效益。内蒙古发展风光氢储的一条重要原因就是,要满足内蒙古广大牧区、边区人民对生产、供暖、交通的实际能源需要和全国人民对于能源安全的实际需求, 真正做到人民满意的高质量发展。

二是抓住区域间合作产生的协调效益,发挥区域的比较优势。区域合作并不是零和博弈, 要抓住区域间合作的要点,主动进行区域对话与协商,鼓励以市场为依托建立良好的资源交换效率和机制。例如,内蒙古通过蒙甘、蒙宁等区域性合作,共创黄河几字湾清洁能源基地,形成了区域间发展的协同效益;通过特高压电网的建设,内蒙古的电力得以输送到更多其他地区,充分尽到了能源大区的责任和发挥了能源大区的优势。

三是抓住产业链条集群产生的长远效益,将其转化为区域内经济高质量发展的不竭动力。在区域产业发展中,要注意产业链条集群对区域人才培养、资金集聚和技术升级的长远效益。内蒙古抓住风光氢储产业的规模效益,不断加强人才、技术、产业、装备等各种要素的融合,形成区域经济高质量发展的不竭动力。

作者单位:中国社会科学院数量经济与技术经济研究所/黑龙江社会科学院

 

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