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期盼已久的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021-2035年)》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)揮重要指導作用。規劃科學(xué)分析了我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現狀,明確了氫能在我國能源綠色低碳轉型中的戰略定位、總體要求和發(fā)展目標,提出了氫能創(chuàng )新體系、基礎設施、多元應用、政策保障、組織實(shí)施等方面的具體規劃,為我國氫能產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期發(fā)展描繪了宏偉藍圖。結合文件精神,我想簡(jiǎn)單談幾點(diǎn)初步體會(huì )與建議。
一、堅持綠色低碳路線(xiàn),主攻可再生能源制氫,牢記發(fā)展氫能的初心使命
習近平總書(shū)記2020年9月提出“中國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值、2060年前實(shí)現碳中和”。實(shí)現該目標必須推動(dòng)可再生能源規?;l(fā)展??稍偕茉吹闹饕d體就是電和氫,在動(dòng)力、儲能方面兩者具有互補性,作為無(wú)碳工業(yè)原料,氫具有不可替代性。那么,氫能的戰略地位和經(jīng)濟合理性主要取決于可再生能源轉型中的大規模長(cháng)周期能量?jì)Υ媾c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(wèn)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化效率問(wèn)題,但隨著(zhù)可再生能源裝機不斷擴大,效率問(wèn)題可轉化為成本問(wèn)題。在國務(wù)院批復建設的張家口可再生能源示范區,我們的團隊嘗試開(kāi)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(jià)格低于0.15元/千瓦時(shí)的時(shí)候,可再生能源制氫的經(jīng)濟性就能得以保障。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。
《規劃》提出“到2025年,燃料電池車(chē)輛保有量達到5萬(wàn)量,可再生能源制氫量達到10-20萬(wàn)噸”的發(fā)展目標,從量上講,可再生能源制氫量是可以滿(mǎn)足燃料電池車(chē)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(mǎn)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(wèn)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(xiàn),一些專(zhuān)家預測,電解水制氫的需求在未來(lái)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、內蒙風(fēng)電制氫等,為規?;a(chǎn)清潔低碳氫能奠定了良好產(chǎn)業(yè)基礎。
二、堅持創(chuàng )新引領(lǐng)、自立自強,實(shí)現氫能科技新突破
氫能技術(shù)鏈條長(cháng)、難點(diǎn)多,現有技術(shù)經(jīng)濟性還不能完全滿(mǎn)足實(shí)用需求,亟需從氫能制備、儲運、加注、燃料電池、氫儲能系統等主要環(huán)節創(chuàng )新突破,重點(diǎn)突破“卡脖子”技術(shù)。例如,嚴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***的核心零部件等。同時(shí),也要面向氫能科技前沿開(kāi)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(chǎng)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(shí)現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(diǎn)應用領(lǐng)域大規模市場(chǎng)滲透,搶占國際前沿陣地。
相比于電化學(xué)動(dòng)力電池,我國氫燃料電池在技術(shù)儲備、產(chǎn)業(yè)基礎、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(kāi)展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和人才培養,打造自立自強的科技體系。同時(shí),氫能利用是世界各國共有之義,必須堅持開(kāi)放合作的態(tài)度,不斷凝聚各方創(chuàng )新成果,推動(dòng)形成國際氫能應用良好生態(tài)。
三、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(lèi)似電池安全之于電動(dòng)汽車(chē)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(wàn)無(wú)一失。要建立氫能全產(chǎn)業(yè)鏈數據監控平臺,建立安全評價(jià)和檢測體系,尤其是要注重一線(xiàn)工作人員的安全培訓,嚴格按照安全規范進(jìn)行日常操作。例如,張家口市專(zhuān)門(mén)成立張家口氫能研究院,建立氫能全產(chǎn)業(yè)鏈安全監控平臺和數據庫,并聯(lián)合中國特檢院建設氫能裝備檢測中心,著(zhù)力維護張家口市氫能燃料電池公共交通系統安全運營(yíng);已成功舉辦的2022年冬奧會(huì ),為保障北京和張家口賽區的1000余輛燃料電池汽車(chē)、20多座加氫站運營(yíng)安全,專(zhuān)門(mén)設立了冬奧示范氫安全國際專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì ),匯聚全球氫安全管理經(jīng)驗,確保冬奧會(huì )綠色出行安全。
值得注意的是,燃料電池車(chē)輛只是氫能應用的突破口,長(cháng)遠發(fā)展應逐步拓展到交通、電力、化工、冶金等領(lǐng)域多元應用,充分發(fā)揮氫能在能源綠色低碳轉型和高排放、高污染行業(yè)綠色發(fā)展中的重要支撐作用。
四、堅持市場(chǎng)主導、政府引導,遵循新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規律
我國純電動(dòng)汽車(chē)應用區域主要集中在東部、中部和南部,而北部、東北部、西北部分布較少,原因是這些地區冬季溫度低,影響動(dòng)力電池出力。相比之下,燃料電池受溫度影響較小,電池余熱可靈活轉化利用,并且這些地區可再生能源資源較為豐富,由可再生能源制取的清潔低碳氫能供應能力強,燃料電池汽車(chē)具有較大的市場(chǎng)應用潛能。
對照我國純電動(dòng)汽車(chē)從孕育到高質(zhì)量發(fā)展的歷程,我國燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)比純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展約滯后10年,目前仍處于產(chǎn)品導入期,正在進(jìn)入應用成本快速下降的成長(cháng)期。根據國內外主要燃料電池廠(chǎng)商產(chǎn)品測試數據,預計今后十年燃料電池成本將大幅下降、性能穩定提升。
我們注意到,氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)復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。這段時(shí)期,政府支持引導非常重要,尤其是在產(chǎn)業(yè)統籌布局、應用場(chǎng)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。