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我國(guó)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(chǔ)備和市場(chǎng)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(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
吳吟
中國(guó)能源研究會(huì)副理事長(zhǎng)
很少有人知道，氫能已悄然成為剛剛結(jié)束的東京奧運(yùn)會(huì)的能源支撐——熊熊燃燒的奧運(yùn)圣火以氫為燃料，奧運(yùn)村也以氫為主要能源。
氫能作為清潔、無(wú)碳、靈活、高效的二次能源和應(yīng)用場(chǎng)景豐富的重要工業(yè)原料，具有廣闊的發(fā)展前景。國(guó)際上，許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始布局氫能發(fā)展路線。目前，G20集團(tuán)內(nèi)已有9個(gè)國(guó)家和地區(qū)發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展戰(zhàn)略，7個(gè)國(guó)家和地區(qū)正在開(kāi)展初步研究。
雖然發(fā)展氫能已成為行業(yè)共識(shí)，但由于我國(guó)富煤、貧油、少氣的資源稟賦，能源消費(fèi)多年來(lái)一直以煤炭為主，氫能的大規(guī)模應(yīng)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(rèn)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(guó)氫能發(fā)展的三大障礙，中國(guó)能源研究會(huì)副理事長(zhǎng)吳吟表示：“我國(guó)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(chǔ)備和市場(chǎng)推廣，推薦氫能行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展?！?/span>
我國(guó)的氫氣將從“灰”到“藍(lán)”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(lán)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(fēng)能和核能），如電解水制氫產(chǎn)生的氫，稱為零碳?xì)?。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(chǔ)存（CCUS）技術(shù)的氫氣就是藍(lán)氫。灰氫是通過(guò)燃燒化石燃料產(chǎn)生的，具有最高的碳排放量。
國(guó)際氫能協(xié)會(huì)副主席、清華大學(xué)教授毛宗強(qiáng)表示：“2020年，中國(guó)的氫主要來(lái)自灰氫，2030年后，綠氫應(yīng)該成為主體?！?/span>
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)尚處于市場(chǎng)導(dǎo)入期。藍(lán)氫基于生產(chǎn)成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)，作為一種“過(guò)渡性清潔能源”，在現(xiàn)階段的減碳行動(dòng)中發(fā)揮著重要作用，氫模式將從灰氫、藍(lán)氫逐漸過(guò)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(shì)在必行，據(jù)新疆準(zhǔn)東經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)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(guó)石油和化學(xué)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(shì)和速度將決定這個(gè)速度產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”
我國(guó)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(lán)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(chǔ)存和運(yùn)輸成本非常重要。
京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角的氫能產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)率先發(fā)展。應(yīng)避免長(zhǎng)途陸路運(yùn)輸，以節(jié)省成本。劉思明認(rèn)為，未來(lái)國(guó)內(nèi)氫能市場(chǎng)將基于“工業(yè)副產(chǎn)氫+短途運(yùn)輸”模式，海外氫能利用將基于“優(yōu)質(zhì)資源轉(zhuǎn)化藍(lán)氫+長(zhǎng)距離化學(xué)品載體運(yùn)輸”模式。
在政策支持下，氫能產(chǎn)業(yè)正逐步進(jìn)入“規(guī)模-減量-開(kāi)拓市場(chǎng)”的量?jī)r(jià)周期，不斷的技術(shù)進(jìn)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(tuán)董事長(zhǎng)朱共山預(yù)測(cè)，到2025年，我國(guó)60%的光伏上網(wǎng)電價(jià)將在每千瓦時(shí)0.13元左右，風(fēng)電成本控制在0.15元左右每千瓦時(shí)，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(guó)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(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)專職副理事長(zhǎng)安洪光說(shuō)。
協(xié)鑫集團(tuán)董事長(zhǎng)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(dòng)技術(shù)研發(fā)。
將波動(dòng)性和間歇性的風(fēng)能、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫能，有利于儲(chǔ)能和傳輸，具有零排放、零污染和可持續(xù)性的優(yōu)勢(shì)。但是，儲(chǔ)能技術(shù)有待擴(kuò)展和發(fā)展，朱共山表示，目前綠氫成本主要集中在儲(chǔ)能方面，如果通過(guò)技術(shù)突破降低儲(chǔ)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(zhǎng)孫予罕也認(rèn)為，在氫儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用方面的深入研究和成果還比較少，制氫需要穩(wěn)定的儲(chǔ)能，膜電機(jī)、膜材料等技術(shù)有很大的創(chuàng)新空間。
不僅存儲(chǔ)需要技術(shù)突破，氫能的生產(chǎn)、運(yùn)輸和應(yīng)用也有很多技術(shù)問(wèn)題需要突破，西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司黨委書(shū)記、總經(jīng)理陳健說(shuō)，例如，氨氣生產(chǎn)還沒(méi)有在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用，涉及到大型工業(yè)化的技術(shù)問(wèn)題。結(jié)垢和高溫催化劑將在未來(lái)得到解決。
更緊迫的是，我國(guó)目前缺乏與氫能相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。南德認(rèn)證檢測(cè)(中國(guó))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(chǔ)存、運(yùn)輸和使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)沒(méi)有考慮到。企業(yè)需要在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)討論與合作，最終形成配套的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?！?/span>
可持續(xù)發(fā)展是氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向
氫能對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)具有極其重要的戰(zhàn)略價(jià)值。中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)2020》顯示，在2060碳中和情景下，氫能將占我國(guó)終端能源消費(fèi)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(qiáng)和中國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)杜祥琬都強(qiáng)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(biāo)邁進(jìn)，是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)遵循的初心。杜祥琬說(shuō)：“我們可以通過(guò)多種方式生產(chǎn)氫氣，但要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向應(yīng)該是綠色氫氣?！?/span>
毛宗強(qiáng)對(duì)未來(lái)氫能發(fā)展政策提出4點(diǎn)建議。一是確定2050年氫能長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)和戰(zhàn)略；二是深化氫能管理體制機(jī)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(yíng)造整體治理與協(xié)同共贏的局面，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
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(yàn)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(yáng)能、風(fēng)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(chǎng)青睞，美國(guó)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(fù)責(zé)全國(guó)氫能的管理工作。我國(guó)也有張家口模式，利用張家口的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源優(yōu)勢(shì)，低成本制氫，發(fā)展氫燃料電池汽車(chē)。
