氫能大規模商用還有多遠？

王賀

編者按

國家、地方政府和企業三方發力，使整個氫能產業如同燒到100度的開水，蒸汽彌漫。而氫能的大規模商用則剛剛升溫，還未沸騰。本報今日刊發《氫能專題》，從商用、地方規劃、企業戰略等方面描繪氫能未來畫卷，詳見P5～P7。

日前，山東省人民政府辦公廳發布了《山東省氫能產業中長期發展規劃（2020—2030年）》，這是國內首個氫能省級規劃，氫能產業再度火了。

事實上，氫能產業之火在今年兩會期間便已燒了起來。

在今年全國兩會上，代表委員關于“氫能”的提案和建議，分量也在加碼。包括國網遼寧省電力有限公司董事長、黨委書記石玉東，中國石化天津石化公司黨委書記李永林，鎮海煉化黨委書記呂亮功等國家能源體系的三位人大代表和政協委員，均呼吁國家加強氫能產業頂層設計。

此外，關于推動氫能產業高質量發展的相關政策，今年已陸續出臺。

近日，財政部、工信部、科技部、國家發改委四部委聯合發布《關于完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，提出要爭取通過4年時間，建立氫能和燃料電池汽車產業鏈。

國家、地方政府和企業三方發力，使整個氫能產業未來的美好藍圖似乎近在眼前，但距離大規模商用還很遙遠。

安全與低成本不可兼得

“當前氫能產業比較時髦，山東發布首個氫能省級規劃后，其他省市會陸續跟上。”廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強告訴《新能源汽車報》記者，“不過，我國氫能商業化面臨的困難還有很多。”

在林伯強看來，氫能的基本技術包括儲運等，把能源由一次轉換成二次，變成氫能的技術過程比較簡單，但儲運等環節卻是很麻煩的事情。

氫的質量能量密度高，大約是汽油的3倍;但體積能量極低，常溫常壓下比汽油低4個數量級。氫還具有易燃易爆的特點，爆炸極限濃度為4.0%-75.6%（體積濃度），同時在高壓下容易使材料發生氫脆。這些固有物性使得氫的運輸和儲存十分不便，成為氫能產業一個比較棘手的問題。

當前，高壓氣態儲氫技術比較成熟，是目前最常用的儲氫技術。該技術是采用高壓將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器里。儲氫罐主要由壓力部件金屬套筒、聚合物或金屬襯板、碳纖維增強層、防沖擊外罩和底座組成，可有效增強氣罐的抗沖擊能力，提高安全性，同時灌裝氫氣方便。

然而，高壓氣態儲氫技術主要缺點是需要配備高強度耐壓容器，并且需壓縮才可儲存，但壓縮過程中將消耗大量能源。此外，耐壓容器在存儲氫氣時易被腐蝕，存在泄漏和爆破等風險，并且氣態儲氫能量密度較低，只有4.4 MJ/L，遠低于汽油31.4 MJ/L的能量密度。

林伯強指出，目前氫能產業面臨的問題主要是經濟性和安全性的問題，目前的技術還做不到既能保證安全，成本又低。因為當經濟性和安全性綁在一起時，不安全就無法保證經濟性。

工信部原部長、中國工業經濟聯合會會長李毅中曾在2019氫能產業發展峰會上表示，制備氫氣主要有三種途徑：一是化石能源制氫，即用煤、天然氣、石油等來制氫;第二個制氫方式是工業副產氫氣的回收提純利用;第三是電解水制氫。

“在當下的技術條件下，雖然化學能源制氫技術是成熟的，但是路徑并不可取。生產1公斤的氫，要伴生5.5公斤到11公斤的二氧化碳，作為溫室的二氧化碳絕不允許大量排放。副產氫氣的回收如果把焦爐氣作為主產品，盲目的擴大能力，就會造成焦炭的嚴重過剩，煉焦本身就是高污染，要防止產能過剩。電解水制氫是主要發展方向，但需注意三個問題，一是耗電過高;二是生產清潔電源，火電不能混入;三是能否把棄水、棄風、棄光的電很便宜的給予電解水。”李毅中說。

李毅中表示，每公斤氫氣的生產成本，在合理的原材料價格和電價的前提下，要合理選取。煤制氫一公斤是10元，天然氣、石腦油、重油、甲醇制氫每公斤是17元，副產氫回收是21元，電解水是30元。

可見，技術成熟，但需排放大量二氧化碳的化學能源制氫，其成本最低。而作為未來主要發展方向的電解水制氫，其成本在三種主要制氫方式中最高，安全與低成本不可兼得。

大規模商用還有多遠

“目前肯定要大力推動氫能產業發展，但是要指望很快形成氫能產業鏈，開始大規模商業應用，應該還是比較遙遠的事情。”林伯強告訴記者。

林伯強認為，氫能屬于二次能源，目前主要用于氫燃料汽車，并且可以轉換為熱能。不過，目前我國電動汽車的發展比氫能源汽車要超前很多。

盡管氫燃料汽車和純電動汽車一樣都是新能源汽車，不過受制于成本、技術、儲存運輸困難等原因，氫燃料汽車在普及程度上一直落后于純電動汽車，而且與后者之間的差距不斷拉大。根據中國汽車工業協會數據統計，2019年，中國燃料電池汽車產銷量分別為2831輛、2737輛。而2019年中國新能源汽車產銷分別完成124.2萬輛和120.6萬輛。

此外，對于已經出售的氫燃料汽車，目前大部分也集中在公共交通、商業客車等領域，私家車相對而言非常少。

林伯強進一步指出，目前我國低碳轉型遇到了一些困難，所以氫能作為一個很重要的方面肯定會大力發展，但目前全球的進展還比較緩慢。

新興產業研究與顧問公司TrendBank數據顯示，截至2019年年底，中國建成加氫站僅為51座。美國能源部的數據顯示，2012年全美有58個加氫站（包括公用和私用），到2019年底，這一數字僅增長至61個。

經過多年的積累，我國氫能產業部分領域初具產業化條件。未來隨著技術的不斷更新、成本的持續下降、機制的健全完善，氫能的發展必將為推動能源清潔低碳轉型提供有力支撐。