最近，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展再次走到聚光燈下。

4月7日，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”推動石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》中針對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提到攻克核心技術(shù)，增強創(chuàng)新發(fā)展動力，加快突破“綠氫”規(guī)模化應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)。

3月，國家發(fā)改委公布該委與國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》（以下簡稱《規(guī)劃》）。“在業(yè)界熱切期待和國內(nèi)外高度關(guān)注下，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》出臺的靴子終于落地，這是我國首個氫能產(chǎn)業(yè)中長期規(guī)劃?！敝袊鴩H經(jīng)濟交流中心科研信息部部長、研究員景春梅說。

氫能與電能類似，是常見的二次能源，需要通過一次能源轉(zhuǎn)化獲得;不同之處在于，氫能的能量密度高、儲存方式簡單，是大規(guī)模、長周期儲能的理想選擇，為可再生能源規(guī)?；{提供了解決方案。

“可再生能源的主要載體就是電和氫，在動力、儲能方面兩者具有互補性，作為無碳工業(yè)原料，氫具有不可替代性?！敝袊茖W(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高如此概括氫的角色。

“氫能被國際社會譽為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，氫能科技?chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)得到各國青睞。美國、日本等發(fā)達國家紛紛將發(fā)展氫能上升為國家戰(zhàn)略，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機和制高點?！敝袊鴩H工程咨詢有限公司總工程師楊上明說。

我國出臺的《規(guī)劃》也明確了氫能的三大戰(zhàn)略定位，即氫能是未來國家能源體系的重要組成部分;氫能是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體;氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。

《規(guī)劃》中對氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展各階段做出了規(guī)劃，到2025年初步建立較為完整的供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)體系，氫能示范應(yīng)用取得明顯成效，清潔能源制氫及氫能儲運技術(shù)取得較大進展;燃料電池車輛保有量約5萬輛;到2030年形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，有力支撐碳達峰目標(biāo)實現(xiàn);到2035年形成氫能多元應(yīng)用生態(tài)，可再生能源制氫在終端能源消費中的比例明顯提升。

記者注意到，就在《規(guī)劃》出臺的前兩天，上海市政府黨組會議、常務(wù)會議原則同意了《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2022—2035年）》。而在《規(guī)劃》出臺后兩天，山西省發(fā)改委發(fā)布通知，召集相關(guān)部門召開氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃座談會。此外，北京、河北、四川、山東、內(nèi)蒙古等30個省區(qū)市紛紛積極部署氫能行業(yè)發(fā)展，將氫能寫入當(dāng)?shù)亍笆奈濉卑l(fā)展規(guī)劃。

國家發(fā)展改革委高技術(shù)司副司長王翔在國家發(fā)改委新聞發(fā)布會上解釋《規(guī)劃》時表示：“中國氫能產(chǎn)業(yè)仍然處于發(fā)展初期，面臨產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強、技術(shù)裝備水平不高、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性制度滯后等諸多挑戰(zhàn)，需加強頂層設(shè)計，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展?！?/p>

下一步，如何加快突破氫能核心技術(shù)和關(guān)鍵材料瓶頸是氫能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重點。

對此，《規(guī)劃》已指明方向，提出結(jié)合資源稟賦特點和產(chǎn)業(yè)布局，因地制宜選擇制氫技術(shù)路線，逐步推動構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系。立足本地氫能供應(yīng)能力、產(chǎn)業(yè)環(huán)境和市場空間等基礎(chǔ)條件，結(jié)合道路運輸行業(yè)發(fā)展特點，重點推進氫燃料電池中重型車輛應(yīng)用，逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電動汽車的互補發(fā)展模式，不斷提升交通領(lǐng)域氫能應(yīng)用市場規(guī)模。

據(jù)悉，2021年中國氫燃料電池汽車的保有量約8936輛，如果想要達到2025年約5萬輛的保有量，較2021年同比增長需近4.6倍，年均增速需超1.14倍。記者統(tǒng)計中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2016年至2021年，我國氫燃料電池汽車的銷量分別為629輛、1275輛、1527輛、2737輛、1177輛和1586輛，其中2020年受疫情影響略有下坡，其余年份呈現(xiàn)增長趨勢，但增速并不大。

2016 年至2021 年，我國氫燃料電池汽車的銷量分別為629 輛、1275 輛、1527 輛、2737 輛、1177 輛和1586 輛，其中2020 年受疫情影響略有下坡，其余年份呈現(xiàn)增長趨勢，但增速并不大。

業(yè)內(nèi)有觀點認(rèn)為，從《規(guī)劃》來看，國家層面對氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在一定程度上相對謹(jǐn)慎，2025年5萬輛的保有量目標(biāo)數(shù)字規(guī)模并不大;實際上這也意味著這一階段氫燃料電池汽車的發(fā)展仍以技術(shù)研發(fā)突破和示范應(yīng)用為重點，目前還沒到大規(guī)模推廣的階段。

不可否認(rèn)，成本始終是制約氫燃料電池汽車普及的核心壁壘。

從乘用車角度來看，智慧芽創(chuàng)新研究中心研究員溫禮輝表示氫燃料電池乘用車造價大約是當(dāng)前鋰離子電動汽車/燃油車的1.5～4倍;從商用車角度來看，同樣是8.5米長的公交車，燃油車型售價約60萬元左右，純電動車型的售價約120萬元左右，而氫燃料電池車型的售價要達到160萬元至180萬元。

從鋰電的發(fā)展來看，降本是實現(xiàn)規(guī)模化推廣的主要原因之一。公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2010年至2020年，全球鋰離子電池組平均價格從1100美元/kWh降至137美元/kWh，降幅近90%。相比之下，氫燃料電池汽車的成本仍高居不下。

此外，制氫、儲氫和運氫問題也亟待解決。目前我國氫氣生產(chǎn)結(jié)構(gòu)以化石燃料制氫（煤制氫）為主，占比為62%;其次是天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫，占比分別為18%;最后是電解水制氫（綠氫）占比為1%。綠氫純度高雜質(zhì)少，可無污染，但成本高。據(jù)悉，煤制氫的成本在10元/kg左右，而綠氫的成本在50元/kg左右。

儲氫方面，目前常用的為高壓氣態(tài)儲氫，技術(shù)相對成熟但存在體積儲氫密度低、容器耐壓要求高的缺點，而其他如低溫液態(tài)儲氫等理論上更為完備的儲氫解決方案目前仍處于研發(fā)階段，距離商業(yè)化大規(guī)模使用仍需一段時間。不僅如此，成本也相對較高，據(jù)悉，國內(nèi)儲氫瓶的成本造價在2.7萬元左右，同時配套設(shè)施的價格在15萬元。在運氫方面，同樣存在成本高、損耗高等因素，業(yè)內(nèi)測算當(dāng)前不同形式的氫氣運輸成本大致為2美元/千克。

溫禮輝表示：“如同鋰電池汽車需要大量的充電站/換電站一樣，氫燃料電池汽車也需要大量的加氫站布局。從我國現(xiàn)狀看，現(xiàn)存運營中的加氫站數(shù)量遠遠達不到大規(guī)模普及的條件?！?/p>

“解決氫從哪里來的問題是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，不新增碳排放是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的前提。” 在《規(guī)劃》公布當(dāng)天舉行的新聞發(fā)布會上，國家發(fā)改委高技術(shù)司副司長王翔表示。

我國已是世界上最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，其中，達到工業(yè)氫氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的約1200萬噸。從氫的來源看，我國工業(yè)副產(chǎn)氫工藝成熟、成本較低，近期仍將是主要氫源;但從長遠發(fā)展看，可再生能源制氫規(guī)模潛力更大，更加清潔可持續(xù)，隨著成本下降，將成為重要氫源。

歐陽明高分析，如果基于化石能源制氫，存在能量利用效率低、二氧化碳排放高等問題。雖然可再生能源制氫在生產(chǎn)—儲運—利用全鏈條上也存在能源轉(zhuǎn)化效率問題，但隨著可再生能源裝機不斷擴大，效率問題可轉(zhuǎn)化為成本問題。

“在國務(wù)院批復(fù)建設(shè)的張家口可再生能源示范區(qū)，我們的團隊嘗試開展從可再生能源制氫到終端應(yīng)用的全鏈條工程驗證，當(dāng)可再生能源電力價格低于0.15元/千瓦時的時候，可再生能源制氫的經(jīng)濟性就能得以保障?！痹跉W陽明高看來，可再生能源制氫是堅持綠色低碳發(fā)展道路的必然選擇。

“氫能技術(shù)鏈條長、難點多，現(xiàn)有技術(shù)的經(jīng)濟性還不能完全滿足實用需求，亟須從氫能制備、儲運、加注，以及燃料電池、氫儲能系統(tǒng)等主要環(huán)節(jié)創(chuàng)新突破，重點攻關(guān)關(guān)鍵技術(shù)?！睔W陽明高說。

歐陽明高認(rèn)為，同時也要面向氫能科技前沿開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。例如，電解水制氫催化劑和陰離子膜、光電催化制氫、基于超導(dǎo)強磁場高效磁制冷的氫液化循環(huán)以及中壓深冷氣態(tài)儲氫等新一代氫能科技。

相比于電化學(xué)動力電池，我國氫燃料電池在技術(shù)儲備、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、人才隊伍等方面較為薄弱，與國際先進水平也存在一定差距。歐陽明高建議，盡快建立氫能創(chuàng)新平臺，開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和人才培養(yǎng)，打造自立自強的科技體系。

“在全球氫能產(chǎn)業(yè)競爭中，我們要抓住機遇，努力實現(xiàn)氫能科技革命性突破，推進氫能與燃料電池技術(shù)的全面成熟，促進氫能在交通、工業(yè)等重點應(yīng)用領(lǐng)域大規(guī)模市場滲透，搶占國際前沿陣地?！睔W陽明高說。

◎ 來源|綜合科技日報、新京報等