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)高質量發(fā)展的指導意見》中針對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提到攻克核心技術，增強創(chuàng)新發(fā)展動力，加快突破“綠氫”規(guī)?；瘧玫汝P鍵技術。

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》）?！霸跇I(yè)界熱切期待和國內外高度關注下，《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。”中國國際經(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。”中國科學院院士、清華大學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。”中國國際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鏈和產(chǎn)業(yè)體系，氫能示范應用取得明顯成效，清潔能源制氫及氫能儲運技術取得較大進展;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)技術創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應體系，有力支撐碳達峰目標實現(xiàn);到2035年形成氫能多元應用生態(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?shù)亍笆奈濉卑l(fā)展規(guī)劃。

國家發(fā)展改革委高技術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、技術裝備水平不高、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎性制度滯后等諸多挑戰(zhàn)，需加強頂層設計，引導產(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和關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，提出結合資源稟賦特點和產(chǎn)業(yè)布局，因地制宜選擇制氫技術路線，逐步推動構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系。立足本地氫能供應能力、產(chǎn)業(yè)環(huán)境和市場空間等基礎條件，結合道路運輸行業(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，不斷提升交通領域氫能應用市場規(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)內有觀點認為，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慎，2025年5萬輛的保有量目標數(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)展仍以技術研發(fā)突破和示范應用為重點，目前還沒到大規(guī)模推廣的階段。

不可否認，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)?；茝V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)結構以化石燃料制氫（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，國內儲氫瓶的成本造價在2.7萬元左右，同時配套設施的價格在15萬元。在運氫方面，同樣存在成本高、損耗高等因素，業(yè)內測算當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，不新增碳排放是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的前提?！?在《規(guī)劃》公布當天舉行的新聞發(fā)布會上，國家發(fā)改委高技術司副司長王翔表示。

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)氫氣質量標準的約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，效率問題可轉化為成本問題。

“在國務院批復建設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用的全鏈條工程驗證，當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。

“氫能技術鏈條長、難點多，現(xiàn)有技術的經(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，重點攻關關鍵技術。”歐陽明高說。

歐陽明高認為，同時也要面向氫能科技前沿開展基礎研究和應用基礎研究。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。

相比于電化學動力電池，我國氫燃料電池在技術儲備、產(chǎn)業(yè)基礎、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，開展關鍵核心技術攻關和人才培養(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的全面成熟，促進氫能在交通、工業(yè)等重點應用領域大規(guī)模市場滲透，搶占國際前沿陣地。”歐陽明高說。

◎ 來源|綜合科技日報、新京報等