大力發(fā)展可再生能源制氫有序推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
——《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》專家解讀

文|歐陽明高

期盼已久的《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》）終于發(fā)布了，這對我國氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展將發(fā)揮重要指導(dǎo)作用。《規(guī)劃》科學(xué)分析了我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，明確了氫能在我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位、總體要求和發(fā)展目標(biāo)，提出了氫能創(chuàng)新體系、基礎(chǔ)設(shè)施、多元應(yīng)用、政策保障、組織實施等方面的具體規(guī)劃，為我國氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展描繪了宏偉藍(lán)圖。

堅持綠色低碳路線，主攻可再生能源制氫，牢記發(fā)展氫能的初心使命

■ 智能工廠全景晚霞圖

習(xí)近平總書記于2020年9月提出“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。實現(xiàn)該目標(biāo)必須推動可再生能源規(guī)模化發(fā)展。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。那么，氫能的戰(zhàn)略地位和經(jīng)濟(jì)合理性主要取決于可再生能源轉(zhuǎn)型中的大規(guī)模長周期能量儲存與多元化終端利用需求。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，屢遭質(zhì)疑。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(tuán)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(jì)性就能得以保障。因此，可再生能源制氫是堅持綠色低碳發(fā)展道路的必然選擇。

《規(guī)劃》提出“到2025年，燃料電池車輛保有量約5萬輛，可再生能源制氫量達(dá)到10萬～20萬噸/年”的發(fā)展目標(biāo)。從量上講，可再生能源制氫量是可以滿足燃料電池車輛使用的；從品質(zhì)上講，可再生電力電解水制氫純度很高，能夠滿足燃料電池對氫純度的高要求，可以完全避免加氫站、儲氫瓶和燃料電池受腐蝕或中毒等問題。

電解水制氫分為堿性電解水制氫（AEC）、質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEMEC）、高溫水蒸氣電解制氫（SOEC）等技術(shù)路線，一些專家預(yù)測，電解水制氫的需求在未來將比燃料電池更大。目前，我國能源行業(yè)積極投資可再生能源制氫。例如，四川水電制氫、新疆光伏制氫、內(nèi)蒙古風(fēng)電制氫等，為規(guī)模化生產(chǎn)清潔低碳?xì)淠艿於肆己卯a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

堅持創(chuàng)新引領(lǐng)、自立自強，實現(xiàn)氫能科技新突破

氫能技術(shù)鏈條長、難點多，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)性還不能完全滿足實用需求，亟須從氫能制備、儲運、加注、燃料電池、氫儲能系統(tǒng)等主要環(huán)節(jié)創(chuàng)新突破，重點突破“卡脖子”技術(shù)。

例如，嚴(yán)重影響燃料電池壽命和使用成本的質(zhì)子交換膜，70MPa高壓四型瓶的高強度碳纖維和安全閥，加氫站離子壓縮機、加注槍的核心零部件等。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、新一代固體氧化物燃料電池和能夠可逆運行的SOFC/SOCE等新一代氫能科技。

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(jìn)氫能與燃料電池技術(shù)的全面成熟，促進(jìn)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。

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(jìn)水平也存在一定差距，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。同時，加強氫能利用是世界各國共同意愿，必須堅持開放合作的態(tài)度，不斷凝聚各方創(chuàng)新成果，推動形成國際氫能應(yīng)用良好生態(tài)。

堅持安全為本、示范先行，探索科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)生態(tài)

類似電池安全之于電動汽車和電化學(xué)儲能行業(yè)，氫安全在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用不言而喻，必須努力做到萬無一失。要建立氫能全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺，建立安全評價和檢測體系，尤其是要注重一線工作人員的安全培訓(xùn)，嚴(yán)格按照安全規(guī)范進(jìn)行日常操作。

例如，張家口市專門成立張家口氫能研究院，建立氫能全產(chǎn)業(yè)鏈安全監(jiān)控平臺和數(shù)據(jù)庫，并聯(lián)合中國特檢院建設(shè)氫能裝備檢測中心，著力維護(hù)張家口市氫能燃料電池公共交通系統(tǒng)安全運營；已成功舉辦的2022年冬奧會上，為保障北京和張家口賽區(qū)的1000余輛燃料電池汽車、20多座加氫站運營安全，專門設(shè)立了冬奧示范氫安全國際專家咨詢委員會，匯聚全球氫安全管理經(jīng)驗，確保冬奧會綠色出行安全。

值得注意的是，燃料電池車輛只是氫能應(yīng)用的突破口，長遠(yuǎn)發(fā)展應(yīng)逐步拓展到交通、電力、化工、冶金等領(lǐng)域多元應(yīng)用，充分發(fā)揮氫能在能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和行業(yè)綠色發(fā)展中的重要支撐作用。

堅持市場主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，遵循新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律

我國純電動汽車應(yīng)用區(qū)域主要集中在東部、中部和南部，而北部、東北部、西北部分布較少，原因是這些地區(qū)冬季溫度低，影響動力電池出力。相比之下，燃料電池受溫度影響較小，電池余熱可靈活轉(zhuǎn)化利用，并且這些地區(qū)可再生能源資源較為豐富，由可再生能源制取的清潔低碳?xì)淠芄?yīng)能力強，燃料電池汽車具有較大的市場應(yīng)用潛能。

對照我國純電動汽車從孕育到高質(zhì)量發(fā)展的歷程，我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)比純電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后約10年，目前仍處于產(chǎn)品導(dǎo)入期，正在進(jìn)入應(yīng)用成本快速下降的成長期。根據(jù)國內(nèi)外主要燃料電池廠商產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)，預(yù)計今后十年燃料電池成本將大幅下降、性能穩(wěn)定提升。

我們注意到，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)復(fù)雜度和中外競爭激烈性不容小覷，全行業(yè)必須眾志成城、攻堅克難。這一時期，政府的支持引導(dǎo)非常重要，尤其是在產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌布局、應(yīng)用場景拓展創(chuàng)新等方面，要因地制宜、量力而行，避免急功近利、盲目投入。

（稿件來源：國家發(fā)展改革委高技術(shù)司）