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我國氫能發(fā)展尚處于起步階段，急需關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、政策支持、人才儲備和市場推廣，也需要政府、行業(yè)和全產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力，共同推動氫能產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
吳吟
中國能源研究會副理事長
很少有人知道，氫能已悄然成為剛剛結(jié)束的東京奧運會的能源支撐——熊熊燃燒的奧運圣火以氫為燃料，奧運村也以氫為主要能源。
氫能作為清潔、無碳、靈活、高效的二次能源和應用場景豐富的重要工業(yè)原料，具有廣闊的發(fā)展前景。國際上，許多國家和地區(qū)已經(jīng)開始布局氫能發(fā)展路線。目前，G20集團內(nèi)已有9個國家和地區(qū)發(fā)布氫能發(fā)展戰(zhàn)略，7個國家和地區(qū)正在開展初步研究。
雖然發(fā)展氫能已成為行業(yè)共識，但由于我國富煤、貧油、少氣的資源稟賦，能源消費多年來一直以煤炭為主，氫能的大規(guī)模應用尚待發(fā)展，仍然面臨很多困難。在不久前舉行的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上，專家認為，成本高、能耗高、技術(shù)瓶頸、缺乏可持續(xù)發(fā)展模式是阻礙我國氫能發(fā)展的三大障礙，中國能源研究會副理事長吳吟表示：“我國氫能發(fā)展尚處于起步階段，急需關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、政策支持、人才儲備和市場推廣，推薦氫能行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展?！?/span>
我國的氫氣將從“灰”到“藍”再到“綠”
氫可以廣泛地由含氫物質(zhì)如水和化石燃料生產(chǎn)，根據(jù)生產(chǎn)方式和碳排放量的不同，目前行業(yè)生產(chǎn)的氫氣分為綠氫、藍氫和灰氫三種。
資料顯示，綠色氫是由清潔能源和可再生能源（如風能和核能），如電解水制氫產(chǎn)生的氫，稱為零碳氫。由煤或天然氣等化石燃料生產(chǎn)并輔以二氧化碳副產(chǎn)品捕獲、利用和儲存（CCUS）技術(shù)的氫氣就是藍氫。灰氫是通過燃燒化石燃料產(chǎn)生的，具有最高的碳排放量。
國際氫能協(xié)會副主席、清華大學教授毛宗強表示：“2020年，中國的氫主要來自灰氫，2030年后，綠氫應該成為主體?！?/span>
業(yè)內(nèi)普遍認為，我國氫能產(chǎn)業(yè)尚處于市場導入期。藍氫基于生產(chǎn)成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)勢，作為一種“過渡性清潔能源”，在現(xiàn)階段的減碳行動中發(fā)揮著重要作用，氫模式將從灰氫、藍氫逐漸過渡到綠氫。
在這條更綠色低碳的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線上，降低成本勢在必行，據(jù)新疆準東經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會副主任周友仁介紹，在電解制氫、天然氣制氫、煤制氫三大領(lǐng)先制氫方式中，從電解制氫的技術(shù)路線中，煤炭成熟高效，目前成本最低。
中國石油和化學工業(yè)規(guī)劃院新能源發(fā)展研究中心主任劉思明表示：“降低氫能成本是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，成本下降的趨勢和速度將決定這個速度產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！?/span>
我國氫能產(chǎn)業(yè)急需模式創(chuàng)新，如果要從灰氫轉(zhuǎn)化為更清潔低碳的藍氫和綠色氫，降低制氫技術(shù)成本、產(chǎn)業(yè)上游可再生能源成本、能源儲存和運輸成本非常重要。
京津冀、長三角、珠三角的氫能產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)率先發(fā)展。應避免長途陸路運輸，以節(jié)省成本。劉思明認為，未來國內(nèi)氫能市場將基于“工業(yè)副產(chǎn)氫+短途運輸”模式，海外氫能利用將基于“優(yōu)質(zhì)資源轉(zhuǎn)化藍氫+長距離化學品載體運輸”模式。
在政策支持下，氫能產(chǎn)業(yè)正逐步進入“規(guī)模-減量-開拓市場”的量價周期，不斷的技術(shù)進步也將有助于解決各環(huán)節(jié)核心技術(shù)的成本約束，協(xié)鑫集團董事長朱共山預測，到2025年，我國60%的光伏上網(wǎng)電價將在每千瓦時0.13元左右，風電成本控制在0.15元左右每千瓦時，可再生能源制氫成本將很快下降至每立方米1元。
氫能領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)亟待突破
“我國氫能仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，技術(shù)瓶頸仍是制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心制約因素?！?中國電力企業(yè)聯(lián)合會專職副理事長安洪光說。
協(xié)鑫集團董事長朱共山表示，最低碳和清潔綠色氫的發(fā)展也面臨著電解槽和膜兩大關(guān)鍵技術(shù)的突破。他希望從事電解槽和膜的科技公司加快步伐，推動技術(shù)研發(fā)。
將波動性和間歇性的風能、太陽能轉(zhuǎn)化為氫能，有利于儲能和傳輸，具有零排放、零污染和可持續(xù)性的優(yōu)勢。但是，儲能技術(shù)有待擴展和發(fā)展，朱共山表示，目前綠氫成本主要集中在儲能方面，如果通過技術(shù)突破降低儲能成本，將解決綠色氫發(fā)展的一大難題，上海嵐?jié)赡茉纯萍加邢薰径麻L孫予罕也認為，在氫儲運和應用方面的深入研究和成果還比較少，制氫需要穩(wěn)定的儲能，膜電機、膜材料等技術(shù)有很大的創(chuàng)新空間。
不僅存儲需要技術(shù)突破，氫能的生產(chǎn)、運輸和應用也有很多技術(shù)問題需要突破，西南化工研究設(shè)計院有限公司黨委書記、總經(jīng)理陳健說，例如，氨氣生產(chǎn)還沒有在工業(yè)上大規(guī)模應用，涉及到大型工業(yè)化的技術(shù)問題。結(jié)垢和高溫催化劑將在未來得到解決。
更緊迫的是，我國目前缺乏與氫能相關(guān)的技術(shù)標準和規(guī)范。南德認證檢測(中國)有限公司北亞區(qū)副總裁王衛(wèi)杰表示：“關(guān)于氫能的制備、儲存、運輸和使用的相關(guān)標準、法律法規(guī)沒有考慮到。企業(yè)需要在生產(chǎn)、運輸、儲存過程中發(fā)現(xiàn)問題，通過討論與合作，最終形成配套的法規(guī)和技術(shù)標準?！?/span>
可持續(xù)發(fā)展是氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向
氫能對于我國實現(xiàn)碳達峰和碳中和目標具有極其重要的戰(zhàn)略價值。中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》顯示，在2060碳中和情景下，氫能將占我國終端能源消費的20%左右，而從可再生能源約1億噸。
如何讓氫能產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展？毛宗強和中國工程院院士、中國工程院原副院長杜祥琬都強調(diào)了“氫能倫理”的概念。 《氫能倫理》作為《能源倫理》的一部分，其核心是可持續(xù)發(fā)展，朝著可持續(xù)發(fā)展的目標邁進，是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應遵循的初心。杜祥琬說：“我們可以通過多種方式生產(chǎn)氫氣，但要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向應該是綠色氫氣。”
毛宗強對未來氫能發(fā)展政策提出4點建議。一是確定2050年氫能長期發(fā)展目標和戰(zhàn)略；二是深化氫能管理體制機制改革，三是保持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的可持續(xù)性和連續(xù)性，四是營造整體治理與協(xié)同共贏的局面，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
專家表示，在氫能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的道路上，有很多經(jīng)驗可以借鑒，也有很多模式可以借鑒。歐洲提出能源系統(tǒng)將以太陽能、風能等可再生能源為主，可再生能源產(chǎn)生的綠色氫和綠色電力將取代化石燃料。日本利用可再生能源制氫技術(shù)受到市場青睞，美國在能源部能源效率和可再生能源辦公室下設(shè)立了燃料電池技術(shù)辦公室，負責全國氫能的管理工作。我國也有張家口模式，利用張家口的風能和太陽能資源優(yōu)勢，低成本制氫，發(fā)展氫燃料電池汽車。
