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近日，我國神舟十二號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸，3名航天員安全出艙。至此，我國空間站階段首次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。氫能作為火箭發(fā)動機燃料，在我國航天領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。
早在今年4月29日，我國空間站“天和”核心艙被長征五號B型火箭送入太空，采用的就是自主研制的液氫、液氧發(fā)動機。未來，我國為載人登月設(shè)計的長征九號也將采用推力更大的氫氧發(fā)動機?？梢哉f，液氫液氧發(fā)動機已經(jīng)成為了我國新一代運載火箭主要的發(fā)展方向。
氫氣具備來源廣泛、清潔高效和應(yīng)用場景豐富等優(yōu)點，被認為是21世紀的終極能源，發(fā)展氫能對于我國實現(xiàn)雙碳目標和能源轉(zhuǎn)型升級具有重要的支撐作用。
然而我國氫能發(fā)展起步較晚，氫產(chǎn)業(yè)鏈制儲運加等許多環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)仍掌握在美歐等西方國家手中，他們不但進行相關(guān)的技術(shù)封鎖，還以高價出售相關(guān)的技術(shù)設(shè)備，一定程度上制約了我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
其中就有法國網(wǎng)友妄言，長征五號氫氧發(fā)動機中的液態(tài)氫燃料全部依賴法國法液空公司制氫設(shè)備——“只要法國人停止供應(yīng)，中國空間站建設(shè)就得立刻暫?！?。這樣卡脖子的關(guān)鍵技術(shù)如果不能掌握在自己手中，我國航天以及氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展永遠都會受制于人。
讓人振奮的是，近日，由中國航天科技集團有限公司六院101所（下稱“航天101所”）研制的我國首套自主知識產(chǎn)權(quán)的基于氦膨脹制冷循環(huán)的氫液化系統(tǒng)調(diào)試成功，從而實現(xiàn)了液氫完全國產(chǎn)。
據(jù)了解，該套氫液化技術(shù)系統(tǒng)研制歷時400多天，包括透平膨脹機、控制系統(tǒng)、壓縮機、正仲氫轉(zhuǎn)化器等核心設(shè)備在內(nèi)的90%以上的設(shè)備完全采用國產(chǎn)，填補了我國自主知識產(chǎn)權(quán)的液氫規(guī)?；a(chǎn)方面的空白。
氫能的使用主要包括氫氣的生產(chǎn)、儲存和運輸、應(yīng)用等方面，而決定氫能應(yīng)用關(guān)鍵的是安全高效的氫能儲運技術(shù)?？梢哉f，該項研發(fā)的突破不僅在保障運載火箭燃料供給方面有重要的戰(zhàn)略意義，同時為我國氫能產(chǎn)業(yè)氫的規(guī)?；瘍\提供了自主可控的技術(shù)和裝備基礎(chǔ)，促進氫氣成本的下降。
氫能屬于新興產(chǎn)業(yè)，也是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，每一項技術(shù)的突破都需要耗費大量的人力、物力成本。國外公司不是慈善組織，想要獲得所謂的“先進技術(shù)”必然要付出高昂的代價，這種代價最終都會轉(zhuǎn)嫁在每一克氫氣上，讓消費者買單。
高成本是當前氫能大規(guī)模推廣的主要難題。以加氫站建設(shè)為例，加氫站主要設(shè)施包括儲氫裝置、壓縮設(shè)備、加注設(shè)備和站控系統(tǒng)等，目前每座加氫站建設(shè)成本平均為1200萬-2000萬元，其中壓縮機成本最高，約占總成本的30%，需要大量進口，其他環(huán)節(jié)大量進口的設(shè)備也不在少數(shù)。值得注意的是，當前氫氣壓縮機國產(chǎn)化比例正在逐步提高，加氫站建設(shè)費用已大幅下降。
再以氫燃料電池汽車為例，北京奧運會之前，我國從德國采購的3輛梅賽德斯-奔馳燃料電池客車每輛高達180萬美元，相當于1490萬元人民幣，可謂天價，百公里氫耗費用也是驚人。十多年后，每輛燃料電池公交車的費用已經(jīng)降到了約200萬元，百公里氫耗只有6.7kg/100km，如果按照氫氣每公斤30元計算，百公里氫耗在200元左右，已經(jīng)低于燃油車運營費用。
氫能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展既是技術(shù)問題，也是經(jīng)濟問題。許多教訓(xùn)早已證明，只有走自主研發(fā)之路，自主掌握核心技術(shù)，再通過技術(shù)轉(zhuǎn)化進行規(guī)?；a(chǎn)，才能一勞永逸，從源頭降低氫氣成本，最終讓消費者得到實惠，氫能應(yīng)用才能得到普及。
對此，一些科研院所已經(jīng)提前布局。以航天101所為例，截至目前，101所已基本完成我國商用市場兩個氫液化系統(tǒng)集成建設(shè)項目，也是目前我國商用市場僅有的兩個已調(diào)試成功的氫液化系統(tǒng)項目。此外，航天101所和國內(nèi)多個企業(yè)也有合作。2020年9月，搭載有航天101所研制的60kg車載液氫供氫系統(tǒng)的北汽福田32T液氫重卡正式發(fā)布，是我國也是全球首款液氫重卡。
事實再次證明，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技進步是我國降低氫能成本的關(guān)鍵所在。隨著國家氫能相關(guān)扶持政策的出臺，氫能產(chǎn)業(yè)正在逐步進入“科技研發(fā)-規(guī)?；?降低成本-開拓市場-科技研發(fā)”的良性循環(huán)模式，氫能社會到來的速度正在加快。
