氢能实现规模化落地 还需突破三大难关

[我国氢能发展尚处于早期阶段，迫切需要关键技术创新、政策支持、人才储备和市场推广。更重要的是，政府、行业和全产业链需要共同努力，促进氢能产业的健康、可持续发展。

很少有人知道，氢正在悄悄地为刚刚结束的东京奥运会提供动力——熊熊燃烧的奥运圣火是由氢提供燃料的，奥运村也是由氢提供动力的。

氢能作为一种清洁无碳、灵活高效的二次能源，是一种重要的工业原料，具有丰富的应用场景，具有广阔的发展前景。在国际上，许多国家和地区已经开始规划氢能的发展路线。目前，已有9个G20国家和地区发布了氢能发展战略，7个国家和地区正在开展初步研究。

虽然发展氢能已成为行业共识，但由于我国煤炭、贫油、天然气资源禀赋丰富，多年来主导能源消费，氢能的大规模应用仍面临诸多困难。在不久前举行的氢能产业发展论坛上，专家们认为，高成本、高能耗、技术瓶颈和缺乏可持续发展模式是阻碍我国氢能发展的三大障碍。中国能源研究会副会长吴印表示:“中国的氢能发展仍处于早期阶段，迫切需要关键技术创新、政策支持、人才储备和营销。”“更重要的是政府、行业和全产业链共同努力，促进氢能产业的健康、可持续发展。”

中国氢气从“灰”到“蓝”再到“绿”

氢可以从水和化石燃料等含氢物质中广泛生产。根据生产方法和碳排放的不同，将行业内生产的氢分为绿色氢、蓝色氢和灰色氢。

数据显示，绿色氢来自清洁和可再生能源(如风能和核能)，如电解水生产氢，即所谓的零碳氢气体。蓝色氢是用煤或天然气等化石燃料和二氧化碳副产品捕获、利用和储存(CCUS)技术生产的。燃烧化石燃料产生的灰色氢的碳足迹最高。

国际氢协副主席、清华大学教授毛宗强表示:“2020年，灰氢是中国氢气的主要来源，2030年后，绿色氢应该是主要来源。”

普遍认为，我国氢能行业仍处于市场的早期阶段，蓝氢作为一种“过渡性清洁能源”，凭借其生产成本低、技术成熟的优势，在现阶段的碳减排中发挥着重要作用。未来主流制氢将逐步由灰色氢和蓝色氢过渡到绿色氢。

在绿色低碳氢工业的发展中，降低成本是必须的。新疆准东经济技术开发区管委会副主任周有仁表示，在电解制氢、天然气制氢、煤炭制氢三大主要制氢方法中，煤制氢技术路线成熟高效，目前成本最低。

刘斯明,新能源发展研究中心主任,中国石油和化学工业学院计划,说:“降低氢能源的成本是关键的发展行业,和成本下降的趋势和速度将决定行业发展的速度。”

我国氢能产业迫切需要模式创新。为了从灰色氢向更清洁、低碳的蓝氢和绿色氢转变，降低制氢技术成本、行业上游可再生能源成本、能源储存和运输成本非常重要。

在中国，京津冀、长三角、珠三角氢产业率先发展。避免长距离陆路运输氢气，节约成本。刘死命相信在不久的将来,国内氢市场将由“工业副产品氢+短途运输”方式,和海外氢的利用率将会主导模式的“优质资源蓝色氢+长途化学载体运输”。

在政策支持下，氢能产业逐渐进入“规模—降成本—市场扩张”的量价循环，不断的技术进步也将反馈解决各个环节核心技术的成本约束。主席朱共山GCL,预测,到2025年,光伏以关税在60%的中国将成为约0.13元/千瓦时,风力发电的成本将会控制在0.15元左右每千瓦小时,和可再生能源制氢的成本很快就会降至1元每立方米。

氢能领域的关键技术亟待突破

“我国氢能产业化仍处于起步阶段，技术瓶颈仍是制约氢能产业发展的核心瓶颈。”中国电力企业联合会专职副会长安宏光说。

协鑫集团董事长朱公山在接受《科技日报》采访时表示，开发低碳清洁绿色氢还面临电解电池和膜两项关键技术有待突破。他希望做电解电池和膜技术公司加快技术研发的步伐。

将波动性和间歇性的风能和太阳能转化为氢能，有利于能源的储存和传输，具有零排放、零污染和可持续的优势。但储能技术还有待开发。朱公山表示，目前绿色氢的成本主要集中在储能端，如果通过技术突破降低储能成本，将会解决绿色氢发展中的一个大问题。上海兰泽能源科技有限公司董事长孙玉涵也认为，在氢的储存、运输和应用方面的深入研究和成果很少。制氢需要稳定的储能，膜电机、膜材料等技术有很大的创新空间。

氢能源不仅在储存方面需要技术突破，而且在生产、运输和应用方面也需要技术突破。西南化工研究设计院总经理、党组书记陈建表示，例如合成氨制氢还没有大规模工业化应用，大规模高温催化剂的相关技术问题有待未来解决。

更紧迫的是我国缺乏氢能相关的技术标准和规范。提交认证测试(中国)有限公司北亚副总裁王伟杰说:“关于制氢、储存和使用的相关标准和法律法规还没有出台，需要企业在生产、运输、储存过程中发现的问题，通过讨论、合作，最终形成一套完整的法规和技术标准。”

可持续发展是氢能产业的发展方向

氢能对我国实现碳峰和碳中和具有重要的战略价值。根据白皮书对中国氢能源和燃料电池行业发布的2020年中国氢能源联盟,氢能源将占中国终端能源消费的20%到2060年碳中性的场景,并从可再生能源制氢将达到约1亿吨。

如何确保氢能产业链持续高质量发展?毛宗强院士、原中国工程院副院长杜祥万都强调了“氢能伦理”的概念。作为“能源伦理”的一部分，“氢能伦理”的核心是可持续发展。向可持续发展目标迈进是发展氢能产业的初衷。“我们可以通过多种方式生产氢，但为了可持续发展，氢工业的方向应该是绿色氢，”杜说。

MAO对未来氢能发展政策提出了四点建议。首先，明确2050年氢能长期发展目标和战略;二是深化氢能管理体制机制改革;第三，保持氢产业发展政策的可持续性和连续性。第四，坚持协同治理、合作共赢，推动产业转型升级。

专家表示，在可持续发展的道路上，氢工业有许多经验和模式可供学习。欧洲提出，能源系统将以太阳能和风能等可再生能源为主，化石燃料将被可再生能源的绿色氢和绿色电力取代。日本从可再生能源中生产氢的技术被认为很有前途。在美国，在能源部能源效率和可再生能源办公室(Office of Energy Efficiency and Renewable Energy)下成立了燃料电池技术办公室(Office of Fuel Cell Technology)，管理全国的氢能源。中国还开发了张家口模式，该模式利用张家口的风能和太阳能资源，以低成本生产氢，并开发氢燃料电池汽车。(实习记者孙宇)

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