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目前，我國(guó)已有23個(gè)省區(qū)市出臺(tái)了氫能規(guī)劃和指導(dǎo)意見(jiàn)。氫能產(chǎn)業(yè)園在全國(guó)遍地開(kāi)花，眾多企業(yè)紛紛入駐。越來(lái)越多的人擔(dān)心氫能的發(fā)展似乎過(guò)熱。
“與其說(shuō)是‘過(guò)熱’，不如說(shuō)是‘紊亂’。”國(guó)家有色金屬新能源材料及制品工程技術(shù)研究中心主任蔣利軍在接受中國(guó)科學(xué)報(bào)記者采訪(fǎng)時(shí)直言，“在氫能開(kāi)發(fā)的熱潮中，有蹭熱度的，也有‘撈一把跑’的”，這可以說(shuō)是魚(yú)龍混雜?！?/span>
中國(guó)科學(xué)院院士徐冠華在日前舉行的“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上發(fā)出警告：“要切實(shí)防止氫能產(chǎn)業(yè)一哄而上、盡快散去的現(xiàn)象?！薄?/span>
避免資源浪費(fèi)
《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)2020》顯示，目前中國(guó)氫氣產(chǎn)能約4100萬(wàn)噸/年，產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸，是世界第一產(chǎn)氫國(guó)。在2060年碳中和情景下，可再生能源制氫規(guī)模有望達(dá)到1億噸。
但徐冠華指出，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展要充分借鑒國(guó)內(nèi)風(fēng)電、光伏和新能源汽車(chē)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，特別是對(duì)一些地方和部門(mén)分割、低端重復(fù)發(fā)展、浪費(fèi)資源和資金等現(xiàn)象，主管部門(mén)首先要努力解決。
“要使氫能產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展，需要政策引導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范約束，因此希望氫能企業(yè)沉下心，真正把中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。
在他看來(lái)，中國(guó)許多新興產(chǎn)業(yè)似乎都經(jīng)歷了一個(gè)“怪圈”。在發(fā)展初期，他們會(huì)受到全社會(huì)的關(guān)注，大量的社會(huì)資本涌入，研發(fā)團(tuán)隊(duì)競(jìng)相介入。然而市場(chǎng)風(fēng)波過(guò)后，不少企業(yè)紛紛“倒閉”，一方面讓人感到悲壯。另一方面，我們也對(duì)浪費(fèi)社會(huì)資源感到遺憾。但最終，剩下的企業(yè)成了中國(guó)產(chǎn)業(yè)的代表，提高了中國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力?！?/span>
氫能產(chǎn)業(yè)能否繞開(kāi)這個(gè)“怪圈”，以更低的成本培育出更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)？蔣利軍覺(jué)得可能很難。
全國(guó)氫能標(biāo)委會(huì)委員、國(guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)部經(jīng)理何廣利在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，“推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，最重要的不是宣傳在哪里投資建廠(chǎng)，而是考慮如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低成本。”
“如果人們只是把口號(hào)喊得好，很容易造成決策部門(mén)的錯(cuò)覺(jué)，做出錯(cuò)誤的判斷和決定”，何廣利對(duì)此非常擔(dān)心。
但蔣利軍指出，另一方面，“響”顯示了社會(huì)的關(guān)注。沒(méi)有一定程度的社會(huì)關(guān)注和重視，這個(gè)行業(yè)就難以發(fā)展。
關(guān)鍵技術(shù)需要突破
徐冠華指出，目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)還不完善，產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨諸多問(wèn)題。不能因?yàn)檎咧С志图庇陂_(kāi)工，更不能因?yàn)榧夹g(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題就畏縮不前、停滯不前。
蔣利軍列舉了需要突破的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。一是堿性電解水制氫設(shè)備能效低，純水制氫設(shè)備可靠性差，成本低。
“雖然堿性電解水制氫設(shè)備在成本上很有競(jìng)爭(zhēng)力，但其能源效率很低。1立方米制氫綜合能耗5～5.5kwh，國(guó)外可控制在5kwh以下。PEM純水制氫設(shè)備與國(guó)外相比也存在較大差距。我國(guó)目前仍沒(méi)有獨(dú)立的兆瓦級(jí)質(zhì)子交換膜制氫設(shè)備，對(duì)其使用壽命缺乏長(zhǎng)期評(píng)估，其成本是堿水制氫的2-5倍?！笔Y立軍解釋說(shuō)。
二是高壓設(shè)備可靠性差，成本高。90Mpa氫氣壓縮機(jī)和加氫槍仍為進(jìn)口；三是我國(guó)液氫液化能耗太高，生產(chǎn)能力太小，不經(jīng)濟(jì)，“1公斤氫液化能耗高達(dá)15～20千瓦時(shí)，國(guó)外可控制在11.5千瓦時(shí)左右。因此，有必要盡快開(kāi)發(fā)一套單機(jī)容量在10噸以上的氫氣膨脹液化裝置?！笔Y利軍說(shuō)。
最后我國(guó)氫氣輸送設(shè)備與國(guó)外存在代際差距。他說(shuō)，“目前，國(guó)外運(yùn)輸氫氣一般采用50MPa的IV型瓶和液氫，單車(chē)運(yùn)輸氫氣1-3噸，而我國(guó)運(yùn)輸氫氣仍采用20-30Mpa的I型瓶，單車(chē)運(yùn)輸氫氣僅360-600公斤。”
如何突破這些技術(shù)瓶頸？蔣利軍認(rèn)為，一方面要以產(chǎn)品為目標(biāo)，組織一支完整的研發(fā)隊(duì)伍，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用。
“堿水制氫已有多年歷史，但研發(fā)投入少，技術(shù)進(jìn)步緩慢；質(zhì)子交換膜制氫技術(shù)研發(fā)時(shí)間短，技術(shù)積累少，無(wú)長(zhǎng)期評(píng)估。按照氫能高能效、低成本的要求，組織國(guó)內(nèi)研發(fā)單位組成一體化的研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行系統(tǒng)研發(fā)，從基礎(chǔ)原材料、關(guān)鍵元器件、裝置等方面進(jìn)行全面布局，系統(tǒng)和示范應(yīng)用，以市場(chǎng)應(yīng)用為最終評(píng)價(jià)指標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果的市場(chǎng)化應(yīng)用?！笔Y利軍說(shuō)。
另一方面，要制定鼓勵(lì)使用國(guó)產(chǎn)第一套設(shè)備的配套政策，“對(duì)直接用戶(hù)給予財(cái)政補(bǔ)貼，使其愿意使用國(guó)產(chǎn)第一套設(shè)備，促進(jìn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備逐步在市場(chǎng)上立足?！薄?/span>
標(biāo)準(zhǔn)制定缺乏數(shù)據(jù)支持
完善科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)制定，是行業(yè)和企業(yè)有序發(fā)展的關(guān)鍵。
賀光禮多年來(lái)在氫能標(biāo)準(zhǔn)制定工作中發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，“我國(guó)氫能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系完善，但標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容不夠詳細(xì)、具體。關(guān)鍵原因是缺乏足夠的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。
“以加氫站為例，現(xiàn)行的安全距離（防火距離）規(guī)定與國(guó)際上主要國(guó)家的規(guī)定有很大不同。然而，我國(guó)在這方面的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)卻比較缺乏。沒(méi)有數(shù)據(jù)支持，就無(wú)法推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的提高。”何廣利說(shuō)。
他還指出，目前我國(guó)加氫站建設(shè)缺乏詳細(xì)統(tǒng)一的驗(yàn)收流程和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，很多加氫站并不是嚴(yán)格意義上的加氫站。此外，加氫站的國(guó)家權(quán)威性也需要確定。
何廣利認(rèn)為，基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)的缺乏與市場(chǎng)主體的預(yù)見(jiàn)性有關(guān)，“之前氫產(chǎn)業(yè)受到高度關(guān)注，很多企業(yè)不愿意投入研發(fā)資金；當(dāng)人們開(kāi)始關(guān)注的時(shí)候，企業(yè)不愿意在基礎(chǔ)研究上投入太多，大多希望能盡快做有經(jīng)濟(jì)效益的項(xiàng)目。
何廣利欣慰地看到，科技部近日下發(fā)了《關(guān)于國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“信息光子技術(shù)”等“十四五”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知》，而氫能技術(shù)也成為八大關(guān)鍵技術(shù)之一“這是氫能技術(shù)首次被列為關(guān)鍵技術(shù)，表明政府對(duì)氫能技術(shù)越來(lái)越重視?！?/span>
加強(qiáng)政策引導(dǎo)
中國(guó)工程院院士陳學(xué)東曾多次表示，“人類(lèi)社會(huì)能源利用的總體趨勢(shì)是一個(gè)‘脫碳加氫’的過(guò)程。
蔣利軍認(rèn)為，氫能的綠色發(fā)展必須解決存量與增量的關(guān)系，“目前我國(guó)的氫氣產(chǎn)量是3342噸，但基本上來(lái)自煤炭和天然氣，即‘灰色氫氣’。還有二氧化碳排放的問(wèn)題。氫能的增量應(yīng)主要來(lái)自可再生能源中的可再生氫，即“綠色氫”
他認(rèn)為，從經(jīng)濟(jì)角度看，“綠色氫”的成本仍然高于“灰色氫”，缺乏經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。市場(chǎng)選擇將是“灰色氫”，這與發(fā)展氫能的初衷背道而馳。
對(duì)此，蔣利軍建議，對(duì)于存量“灰色氫”，政策可以提出“灰色氫”向“綠色氫”的要求，并利用碳匯工具提高“綠色氫”的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力；從技術(shù)上講，二氧化碳可以作為一種資源使用，而無(wú)需或幾乎不需要CCUs的排放。
