專家把脈氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展：綠氫或是新能源革命的一匹黑馬

　　隨著碳中和的不斷推進，綠氫產(chǎn)業(yè)保持火熱態(tài)勢。

　　《中國經(jīng)營報》記者注意到，2023年一季度我國確定已開標或開建的大規(guī)模綠氫項目新增1066MW電解槽需求，對應1000 Nm3/h 堿性電解槽的需求量超過200套。盡管綠氫項目現(xiàn)階段在經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、壽命等方面存在諸多挑戰(zhàn)，但2023年綠氫項目的火熱程度并未減弱。

　　5月5日，由中國石化主辦的氫能應用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展推進會暨專家咨詢委員會成立大會在京召開。中國科學院院士、中國石油集團公司新能源首席專家鄒才能在會上指出，綠氫或許是新能源革命中的一匹黑馬。綠電、綠氫、人造太陽是新能源的“三駕馬車”，全球已邁入“氫熱時代”。另外，中國科學院院士、國際氫能與燃料電池協(xié)會理事長、清華大學學術(shù)委員會副主任、車輛與運載學院教授歐陽明高在會上表示，未來，要以綠氫制備和燃料電池為龍頭，帶動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化。

　　綠氫發(fā)展持續(xù)高漲

　　當前，全球主要經(jīng)濟體高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并發(fā)布相關(guān)的支持政策。

　　在我國，2019年氫能首次寫入《政府工作報告》。2022年3月《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》發(fā)布，這意味著我國氫能發(fā)展迎來戰(zhàn)略“黃金期”。目前，氫能正形成像我國天然氣工業(yè)一樣的氫能體系。

　　國際能源署數(shù)據(jù)顯示，2021年全球氫氣產(chǎn)量達到9400萬噸，基本來自化石能源制氫，綠氫占比僅為0.4‰。目前，我國生產(chǎn)的氫氣絕大多數(shù)為灰氫，其中，煤制氫和天然氣制氫占比約80%，焦爐煤氣、氯堿、丙烷脫氫等工業(yè)副氫占比約19%，綠氫僅占中國氫氣總產(chǎn)量不到1%。

　　目前，主要發(fā)達國家正逐步由以灰氫、藍氫為主轉(zhuǎn)型為以綠氫為主。

　　綠氫是通過光伏發(fā)電、風電及太陽能等可再生能源電解水制氫或生物質(zhì)等其他環(huán)保方式制氫，與基于碳基原料生產(chǎn)的灰氫、藍氫相比，綠氫在制氫端實現(xiàn)了低碳甚至零碳排放。

　　5月5日，由中國石化主辦的氫能應用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展推進會暨專家咨詢委員會成立大會在京召開。鄒才能在會上指出，綠氫或許是新能源革命中的一匹黑馬。綠電、綠氫、人造太陽是新能源的“三駕馬車”，全球已邁入“氫熱時代”。在碳中和背景下，我國需要加快建設綠色+智慧新型能源體系。鄒才能提出，新型能源體系是以新能源、新電力、新儲能、新智能為核心的“綠色智慧能源體系”。

　　同時，歐陽明高在會上表示，未來，要以綠氫制備和燃料電池為龍頭，帶動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化。

　　2023年以來，我國綠氫發(fā)展火熱程度持續(xù)高漲。

　　氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)研究咨詢機構(gòu)勢銀(TrendBank)發(fā)布的《勢銀綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍皮書2023》(以下簡稱“《藍皮書》”)提到，2023年1—3月確定已開標或開建的大規(guī)模綠氫項目新增1066MW電解槽需求，對應1000 Nm3/h 堿性電解槽的需求量超過200套。

　　據(jù)《藍皮書》預計，到2025年，我國綠色可再生氫氣的需求量將達到約130萬噸以上，2023—2025年的電解水制氫設備累計出貨量預計達到17GW以上。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和政策的支持，我國綠氫產(chǎn)能和需求有望進一步提高。

　　記者注意到，目前，多數(shù)綠氫項目仍處于前期規(guī)劃狀態(tài)，距離投產(chǎn)仍需要很長一段時間。在已建成的項目中，實際運行的項目寥寥無幾，因為當前大量綠氫項目面臨的“運行即虧損”的問題依然需要產(chǎn)業(yè)共同解決。盡管綠氫項目現(xiàn)階段在經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、壽命等方面存在很多問題，但今年氫能項目的火熱程度并未減少。

　　“氣氫融合”發(fā)展模式

　　在氫能發(fā)展史的橫圖標上，世界氫能發(fā)展已有超過350年的歷史，世界能源的發(fā)展經(jīng)歷了五大演化階段，現(xiàn)在已經(jīng)進入到新型能源體系階段。

　　當前，綠氫應用端，儲運是制約其發(fā)展的主要因素之一。

　　歐陽明高指出，儲運和加注是氫能產(chǎn)業(yè)目前主要的瓶頸。綜合來看，儲運的路線分為三種：短途的運輸，要靠壓縮氫氣;長途的國際氫交易，主流方式是把氫變成氨;長途大流量的輸氫，則需要管道運輸。

　　“國情決定路線，場景定義產(chǎn)品。”歐陽明高表示，新能源發(fā)展路線與國情息息相關(guān)，技術(shù)創(chuàng)新則來自于綠氫領域的實際場景需求，科技創(chuàng)新將長期支撐能源企業(yè)氫能事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　談及我國氫能發(fā)展模式，鄒才能認為，我國不適合照搬歐洲的“氫電模式”，早期需結(jié)合天然氣管網(wǎng)及基礎設施優(yōu)勢，發(fā)展“氣氫融合”模式。

　　“油氣公司發(fā)展綠氫有著先天獨特的優(yōu)勢。”鄒才能表示，氫能兼具“負荷、儲能、電源”多種角色，因此氫能對綠電的大規(guī)模消納起著十分重要的作用。

　　在鄒才能看來，現(xiàn)階段氫能技術(shù)存在四大矛盾：技術(shù)發(fā)展不充分與市場需求多樣化之間的矛盾、研發(fā)周期長投入大與產(chǎn)業(yè)短期收益之間的矛盾、成果轉(zhuǎn)化不通暢與產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模之間的矛盾、攻關(guān)力量碎片化與技術(shù)創(chuàng)新體系化之間的矛盾。這四大矛盾將影響我國氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的發(fā)展，需要系統(tǒng)解決。

　　鄒才能提到，在加快綠氫基礎建設方面，要像開發(fā)氣田一樣建設綠氫大基地。地上綠氫大基地和氫能管網(wǎng)的規(guī)劃建設，對我國綠氫工業(yè)的大發(fā)展是至關(guān)重要。

　　鄒才能認為，我國新能源資源無限，綠電+綠氫是主要利用方向。未來，我國綠氫工業(yè)的潛力和規(guī)?？赡苓h超天燃氣工業(yè)。

　　據(jù)鄒才能介紹，中國石油提出“建設基業(yè)長青的世界一流綜合性國際能源公司”的戰(zhàn)略目標。在此背景下，中國石油成立了深圳新能源研究院，聚焦風、光、熱、氫、儲、智慧能源六大領域，加快新能源科技創(chuàng)新，支撐中國石油“三步走”發(fā)展，為2050年中國石油新能源產(chǎn)量占比50%提供強力科技支撐。

　　燃料電池降本是關(guān)鍵

　　談及綠氫，便繞不開燃料電池的發(fā)展。

　　歐陽明高認為，在氫能技術(shù)鏈方面，當前技術(shù)創(chuàng)新核心環(huán)節(jié)是燃料電池/電解裝置，必須率先突破，突破需要基礎研究的突破，主要是選擇合理的氫儲運技術(shù)路線;在氫能價值鏈方面，已經(jīng)認知的價值是戰(zhàn)略價值，并由此催生了氫能熱，待開發(fā)的價值是商業(yè)價值，而商業(yè)價值的源頭是綠氫制取的經(jīng)濟性;在氫能產(chǎn)業(yè)鏈方面，要以綠氫制備的商業(yè)價值為推動力，以多元化、大規(guī)模商業(yè)示范應用為龍頭拉動，帶動綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　“我們現(xiàn)在正致力于降低成本，燃料電池和氫能要推廣，目前最大的瓶頸是成本。”歐陽明高強調(diào)稱，近年來，燃料電池發(fā)動機的成本在大幅下降，去年成本已經(jīng)到3000元，預計到2025年，可以降到1000元，2030年可以降到500元。

　　歐陽明高在會上介紹了清華新能源團隊在綠色氫能領域研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進展。其中，在電解制氫方面，清華新能源團隊全方位布局了三種電解水制氫技術(shù)，包括SOEC(固體氧化物電解水制氫系統(tǒng))、PEM(質(zhì)子交換膜)、AEC(堿性電解制氫)。

　　歐陽明高表示，目前，SOEC處于10千瓦級，從成本、壽命、研發(fā)的進度來看，還需要更長時間;PEM制氫技術(shù)在商業(yè)化應用中成本仍然較高，與此同時，AEC堿性制氫技術(shù)應用在綠氫場景下仍有較大創(chuàng)新與提升空間。該團隊在這一領域的產(chǎn)業(yè)孵化企業(yè)面向綠氫領域痛點，做出了產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)突破，助力能源企業(yè)綠氫項目落地。

　　在燃料電池與氫能交通方面，該團隊從2001年開始，就在國家新能源汽車重大科技專項中承擔燃料電池大客車項目，在膜電極、電堆、發(fā)動機和動力系統(tǒng)4個層次上，進行整個鏈條的研發(fā)，目前已經(jīng)全部實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并在張家口有了萬臺燃料電池發(fā)電機工廠。

　　歐陽明高認為，燃料電池在重載交通領域擁有發(fā)展空間，但也將面臨純電動的挑戰(zhàn)，主要的挑戰(zhàn)在于成本。

　　據(jù)悉，清華新能源團隊提出了互補型一體化超快新能源補給系統(tǒng)方案，即光—儲—充—換—氫一體化互補型超快能源補給系統(tǒng)，這將是電動汽車時代的“加油站”。（中國經(jīng)營報 記者 李哲）