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觀(guān)點(diǎn) | 氫能熱潮將倒逼國家戰略？

發(fā)布時(shí)間：2021-04-12 11:02:40  
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作為一種可以連接所有能源形式的“萬(wàn)能能源”，氫能正在全球主要國家迅速生長(cháng)。這個(gè)被稱(chēng)為下一代的基礎性能源，能否帶來(lái)新一輪的產(chǎn)業(yè)革命？



隨著(zhù)能源轉型的快速推進(jìn)，氫能的戰略?xún)r(jià)值將進(jìn)一步凸顯。國際氫能委員會(huì )發(fā)布的《氫能源未來(lái)發(fā)展趨勢調研報告》顯示，到2050年，氫能源需求將是目前的10倍，全球能源需求的18%將來(lái)自氫能源。

“如果說(shuō)中國目前的氫能發(fā)展處于2.0階段，韓國則為2.5，而日本已經(jīng)達到了3.1?！庇袑?zhuān)家如此形容氫能的世界形勢。

中國作為世界第一的能源消費國，是目前氫產(chǎn)能最大的國家，也是氫能分布最廣泛的國家。但在技術(shù)上，尤其是在氫能高端的裝備制造、燃料電池的基礎研究等領(lǐng)域，我國與日本、德國、韓國等還有較大的差距。

盡管聲勢浩大，但氫能作為一種能源產(chǎn)業(yè)來(lái)講仍然十分弱小，缺乏國家實(shí)質(zhì)性支持以及相應的規劃。換言之，氫能雖然已經(jīng)呈現出洶涌噴發(fā)之勢，但同時(shí)也呈現著(zhù)美好和坎坷的兩面性。


氫能熱潮倒逼國家戰略


“學(xué)校還在放假，學(xué)生們大都還沒(méi)有回來(lái)。我年前正好去日本東京理工大學(xué)參加了第四屆氫能研討會(huì )，所以也想和你聊一聊國外對氫能發(fā)展的重視?！贝汗澾^(guò)后不久，記者在清華大學(xué)見(jiàn)到了清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授，同時(shí)也是國際氫能協(xié)會(huì )副主席的毛宗強，年過(guò)七旬的他看起來(lái)依然精力充沛。

國際氫能協(xié)會(huì )副主席毛宗強教授 ▼
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毛宗強認為：國際上，日本在2017年12月確立了“氫能源基本戰略”，主要目標包括到2030年左右實(shí)現氫能源發(fā)電商用化，以削減碳排放并提高能源自給率；2019年1月，韓國總統文在寅在蔚山市政府大樓發(fā)布“氫能經(jīng)濟發(fā)展路線(xiàn)圖”，計劃到2019年底，在國內普及4000輛以上氫燃料電池汽車(chē)，遠期在2025年和2040年也做了明確的要求。

而中國國家領(lǐng)導人與氫最為接近的時(shí)刻發(fā)生在2018年5月，國務(wù)院總理李克強在日本首相安倍晉三陪同下參觀(guān)了豐田汽車(chē)的氫燃料電池車(chē)。

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近年來(lái)，氫能在全各地如雨后春筍般出現。在京津冀、長(cháng)三角、珠三角、華中、西北、西南、東北，有關(guān)氫能的規劃都在密集發(fā)布，或是氫氣制取，或是氫燃料電池汽車(chē)，“氫都”、“氫谷”林立的局面已然形成。

同濟大學(xué)原汽車(chē)學(xué)院院長(cháng)、中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟（下簡(jiǎn)稱(chēng)“中國氫能聯(lián)盟”）專(zhuān)家委員會(huì )主任余卓平告訴記者：“現在的問(wèn)題是沒(méi)有國家的整體規劃。各個(gè)地方都結合自己的資源開(kāi)始規劃設計，這是一個(gè)好事情，但實(shí)際上作為一個(gè)能源結構的專(zhuān)業(yè)階段，并不是一個(gè)地方的事情，而是國家的事情，現在迫切需要的是國家的總體規劃?！?/span>

2018年2月，國家能源集團牽頭，同濟大學(xué)、中國鋼研、中船重工、國家電網(wǎng)、中國一汽、東方電氣、航天科技、東風(fēng)汽車(chē)、寶武鋼鐵、中國中車(chē)、三峽集團等多家央企和科研機構參與的中國氫能聯(lián)盟成立。國務(wù)院國資委主任肖亞慶，科技部部長(cháng)萬(wàn)鋼（時(shí)任），工信部部長(cháng)苗圩，國家能源局相關(guān)負責人等紛紛出席成立大會(huì )，規格不可謂不高。

18年2月，中國氫能聯(lián)盟成立 ▼
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國家能源集團作為上述聯(lián)盟的牽頭方，總經(jīng)理凌文親自?huà)鞄洖闅淠鼙甲吆籼?。毋庸置疑，名噪一時(shí)的中國氫能聯(lián)盟的首要任務(wù)就是說(shuō)服國家將氫能的國家戰略地位坐實(shí)。

余卓平告訴記者，在清潔能源行動(dòng)計劃里面，只是對氫能有所提及，但是沒(méi)有全面的布局。國家能源局現在已經(jīng)越來(lái)越重視氫能，國家將很快做出最終的抉擇。


電動(dòng)汽車(chē)的接棒者？

2017年，科技部部長(cháng)萬(wàn)鋼指出：“在未來(lái)車(chē)用能源中，氫燃料與電力將并存互補，共同支撐新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！?/span>

2018年2月，財政部發(fā)布《關(guān)于調整完善新能源汽車(chē)推廣應用財政補貼政策的通知》，電動(dòng)汽車(chē)補貼退坡力度空前，續航里程短、能量密度低的踢出補貼隊伍。但是對于燃料電池汽車(chē)，補貼的力度并沒(méi)有改變。事情的發(fā)展大抵如此，氫燃料電池汽車(chē)極有可能復刻電動(dòng)汽車(chē)的崛起之路。

2018年，有關(guān)氫燃料電池汽車(chē)“十城千輛”計劃的聲音越來(lái)越多?！笆乔лv”，即“十城千輛節能與新能源汽車(chē)示范推廣應用工程”，2009年提出，通過(guò)提供財政補貼，計劃用3年左右的時(shí)間，每年發(fā)展10個(gè)城市，每個(gè)城市推出1000輛新能源汽車(chē)開(kāi)展示范運行，涉及這些大中城市的公交、出租、公務(wù)、市政、郵政等領(lǐng)域。

此前的“十城千輛”對于電動(dòng)汽車(chē)的推廣起到了重要作用，而在氫燃料電池汽車(chē)不斷升溫的背景下，新的“十城千輛”一旦落地，也將加速氫燃料電池汽車(chē)的爆發(fā)。

近幾年來(lái)，燃料電池技術(shù)取得長(cháng)足進(jìn)步，特別是日本豐田在2014年推出第一代商用的燃料電池汽車(chē)——Mirai之后，本田Clarity、現代Nexo也都是量產(chǎn)版氫燃料電池汽車(chē)，氫燃料電池汽車(chē)引發(fā)全世界的關(guān)注。

新一代豐田Mirai ▼
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不同于國外，國內推動(dòng)燃料電池汽車(chē)的發(fā)展重點(diǎn)在商用車(chē)市場(chǎng)并非是乘用車(chē)市場(chǎng)。余卓平解釋稱(chēng)：“以公交車(chē)為例，因為有固定的運行線(xiàn)路，所以一個(gè)加氫站便可以滿(mǎn)足一大批的車(chē)輛。但是對于乘用車(chē)，由于分散在各個(gè)角落，要求更為廣泛的加氫站。因此，初期的氫燃料電池汽車(chē)基本上以商用車(chē)為主?！?/span>

燃料電池是氫燃料電池汽車(chē)的心臟，主要由電堆部分和輔助動(dòng)力系統部分兩塊組成，國內多數企業(yè)從較為容易的輔助動(dòng)力系統部分入手，逐漸形成電堆技術(shù)的積累。

武漢街頭的氫燃料電池公交車(chē) ▼
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作為張家口市所有氫燃料電池公交車(chē)動(dòng)力系統的提供商，北京億華通科技股份有限公司自2004年以來(lái)即專(zhuān)注于燃料電池發(fā)動(dòng)機的研發(fā)與商業(yè)化應用，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出全新自主40千瓦、80千瓦的國產(chǎn)燃料電池發(fā)動(dòng)機。億華通將自己的發(fā)展模式稱(chēng)之為“剝洋蔥”，從最外層的整車(chē)制造，向內部的輔助動(dòng)力系統，電堆，雙極板的核心由易入難，一步步深入核心領(lǐng)域。


國家隊快速入場(chǎng)


與風(fēng)電、光伏不同，氫能在最開(kāi)始的階段雖然也吸引了數以千計的民企入場(chǎng)，圍繞氫燃料電池汽車(chē)的方方面面尋找機會(huì )，但是最引人注目的則是能源央企和國企的迅速入場(chǎng)。

除了上述國家能源集團，兗礦集團也發(fā)起成立了山東氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，山西同煤集團也拋出了5000噸/年煤制氫項目。

2017年10月，國家電投研究院與遼寧省朝陽(yáng)市人民政府簽約共建氫能源產(chǎn)業(yè)基地，項目一期總投資11.3億元，其中便包括風(fēng)電制氫應用示范及產(chǎn)業(yè)化項目；2018年3月，三峽集團子公司三峽資本公司與美國普頓公司在濰坊高新區技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區簽署氫能產(chǎn)業(yè)合作協(xié)議，就制氫、儲氫和加氫先進(jìn)裝備的研發(fā)和生產(chǎn)達成一致意見(jiàn)。

伴隨著(zhù)氫能發(fā)展持續發(fā)酵，這樣的消息屢見(jiàn)不鮮。

資料顯示，目前國內氫氣主要有四個(gè)來(lái)源，即煤氣化制氫約1000萬(wàn)噸，天然氣制氫300萬(wàn)噸以上，石油制氫300萬(wàn)噸，工業(yè)副產(chǎn)氫約800萬(wàn)噸，電解水制氫100萬(wàn)噸。

從目前的氫氣獲取來(lái)看，大型能源國企的進(jìn)入是必然的。而作為氫能發(fā)展的瓶頸環(huán)節，在基礎設施建設方面，尤其是加氫站，國家隊也已開(kāi)始入場(chǎng)。

國家能源集團在成立氫能聯(lián)盟之時(shí)，便已將目光放到了氫能利用的各個(gè)環(huán)節，這其中就包括加氫站。2018年11月，神華如皋加氫站建成投產(chǎn)，該加氫站計劃安裝兩臺氫氣壓縮機，日加氫能力達到1000公斤。

國家能源集團神華如皋加氫站 ▼
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而為了降低用地成本，油氫共建成為建設加氫站的重要形式，“三桶油”之一的中石化也已經(jīng)越來(lái)越多地參與進(jìn)來(lái)。

“十四五”期間，中石化將加快發(fā)展以氫能為核心的新能源業(yè)務(wù)，擬規劃布局1000座加氫站或油氫合建站。截至2020年底，中國石化銷(xiāo)售有限公司累計開(kāi)展加氫站試點(diǎn)項目27個(gè)，加氫站點(diǎn)分布在廣東、上海、浙江和廣西等地。

嘉善善通油氫合建站 ▼
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上海安智油氫合建站 ▼
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西上海油氫合建站 ▼
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佛山樟坑油氫合建站 ▼
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“一窩蜂”造車(chē)之外的視角

目前，國內氫能發(fā)展的所有注意力幾乎都集中在汽車(chē)方面。但是，如果把氫能作為一種能源，從更大的角度來(lái)看，或許能夠更全面的發(fā)掘氫能的價(jià)值和潛力。

在國內，以可再生能源為主的能源轉型已初具規模，但是由于以風(fēng)、光為主的可再生能源自身穩定性差，其大規模利用面臨巨大挑戰。針對這一問(wèn)題，氫能作為一種高效的媒介，可以將可再生能源的電變得可儲存，從而促進(jìn)大規?？稍偕茉吹恼虾拖{。

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從氫能優(yōu)良的存儲性能的角度來(lái)看，氫能還是長(cháng)期性的零碳季節性?xún)δ艿淖罴颜w解決方案。雖然蓄電池、超級電容以及壓縮空氣儲能也有助于實(shí)現電量平衡，但它們缺乏解決季節性不平衡所需的蓄電容量和蓄能周期。

相比通過(guò)長(cháng)距離電力傳輸會(huì )造成能量的損失，通過(guò)管道運輸氫氣幾乎可以達到100%的效率。這種優(yōu)勢使氫能在大規模和遠距離運輸可再生能源時(shí)非常具有經(jīng)濟競爭力。

巴陵－長(cháng)嶺氫氣輸送管線(xiàn) ▼
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在氫氣儲運方面，目前氣態(tài)運輸在技術(shù)上相對較為成熟。短距離的氣態(tài)儲運一公斤氫氣在150公里的范圍內運輸的成本略高于2元，這個(gè)成本在整個(gè)氫氣鏈條中占比大概10%，這是可以接受的。而對于氫氣的長(cháng)途運輸，如果大規模執行，不可避免地要談到輸送管道問(wèn)題。從初步的測算來(lái)看，氫氣管道運輸整個(gè)的成本在2.5元左右，總地來(lái)講也是可控的。未來(lái)加強對液氫方面的研究和開(kāi)發(fā)也是非常重要的。

長(cháng)管拖車(chē) ▼
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最為典型的日本，其實(shí)現自身氫能戰略的方向便是從海外獲取氫氣資源，為了降低運輸成本，也在千方百計的發(fā)展儲氫技術(shù)，比如零下253度的超低溫將氫氣冷卻液化運輸，利用基于甲苯與甲基環(huán)己烷可逆反應，以及氨、甲烷等能源載體的儲氫技術(shù)。

液態(tài)氫運輸船“SUISO FRONTIER” 將把在澳大利亞制造的液態(tài)氫運至日本 ▼
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同樣是二氧化碳排放重要領(lǐng)域，工業(yè)過(guò)程中大量消耗天然氣、煤炭和石油等化石能源，產(chǎn)生了全球20%的二氧化碳排放，未來(lái)隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，成本下降，氫能對于工業(yè)領(lǐng)域的脫碳同樣可以發(fā)揮重要作用。

事實(shí)上，日本除了聞名于世的豐田Mirai氫燃料電池汽車(chē)，還有氫燃料電池的家用熱電聯(lián)供（ENE-FARM）計劃，也就是說(shuō)在提供電能的同時(shí)也提供熱能，滿(mǎn)足電力需求的同時(shí)將發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的熱能加以利用向用戶(hù)供熱。

在政府補貼的大力支持下，日本從2009年開(kāi)始推廣家用氫燃料電池系統的商業(yè)化應用，2017年，日本共安裝了約25萬(wàn)套，成本進(jìn)一步下降。


我國氫能發(fā)展展望


2021年，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展或將按下“快進(jìn)鍵”。隨著(zhù)國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項的實(shí)施，氫能綠色制取、安全致密儲輸和高效利用等關(guān)鍵技術(shù)將取得突破，產(chǎn)業(yè)自主可控程度有望提升；在應用方面，隨著(zhù)氫燃料電池汽車(chē)示范城市建設工作的啟動(dòng)，將有望帶動(dòng)燃料電池汽車(chē)推廣走出頹勢，同時(shí)，氫能在化工、鋼鐵等“難以減排領(lǐng)域”的應用，也有望得到更多重視和發(fā)展。為更好地推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提出以下四方面建議：

首先，圍繞“碳中和”目標制定出臺氫能發(fā)展戰略規劃。
2020年我國已向全球做出2030年前“碳達峰”和 2060年前“碳中和”莊嚴承諾，彰顯了構建“人類(lèi)命運共同體”的大國擔當。作為全球最大的發(fā)展中國家和工業(yè)化國家，我國實(shí)現“碳中和”目標難度更大、時(shí)間更短、挑戰更多。氫能具有的清潔、低碳、靈活等特點(diǎn)，能夠成為“難以減排領(lǐng)域”深度脫碳的重要解決方案，建議在“碳中和”戰略的制定過(guò)程中予以高度重視。同時(shí)，氫能發(fā)展戰略也應緊緊圍繞“碳中和”目標來(lái)制定，確保氫能與現有能源體系更好融合、相互促進(jìn)、共同發(fā)展。

第二，加強國企與民企合作，共同打通氫能供應鏈。
我國氫能產(chǎn)業(yè)已呈現出國企和民企共同參與的局面。由于氫能產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，存在技術(shù)不確定性較大、基礎設施建設滯后、社會(huì )認知不充分等問(wèn)題，需要國企和民企各盡所長(cháng)，共同打通氫能供應鏈。建議國企側重氫能供應鏈中上游，即氫能資源開(kāi)發(fā)、基礎設施建設等環(huán)節，為氫能“降成本”、提供基礎性公共服務(wù)等；民企側重氫能供應鏈下游，即技術(shù)研發(fā)、關(guān)鍵材料設備制造等，特別是及時(shí)響應國內外市場(chǎng)變化，與時(shí)俱進(jìn)調整產(chǎn)品結構和技術(shù)路線(xiàn)。

第三，因地制宜、分型分策推進(jìn)氫能綜合示范區建設。
近幾年，盡管全球很多國家對此都開(kāi)展了積極探索，但尚未形成“放之四海而皆準”的發(fā)展模式。建議各地區、行業(yè)立足于氫能產(chǎn)業(yè)格局和當地實(shí)際情況，綜合考慮資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎、現實(shí)訴求等因素，選擇有代表性的地區、有所側重進(jìn)行示范，加快技術(shù)攻關(guān)、提升制造水平、創(chuàng )新體制機制，與燃料電池汽車(chē)示范政策形成互補、互促，共同探索氫能在我國的發(fā)展路徑、技術(shù)路線(xiàn)和商業(yè)模式，為氫能大規模融入能源生產(chǎn)和消費體系，提供經(jīng)驗借鑒。

第四，積極開(kāi)展國際合作交流，樹(shù)立氫能發(fā)展“中國模式”。
在積極應對氣候變化、加快推進(jìn)能源轉型的背景下，我國已成為全球最活躍的新能源市場(chǎng)，氫能產(chǎn)業(yè)更是已開(kāi)始吸引全球頭部企業(yè)和高端人才團隊集聚。未來(lái)，應以可再生能源資源優(yōu)勢、巨大的終端應用市場(chǎng)空間為依托，更加積極地開(kāi)展國際技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和貿易合作，帶動(dòng)我國氫能技術(shù)快速提升，提高在國際氫能產(chǎn)業(yè)圈的影響力，保持在全球氫能產(chǎn)業(yè)的“第一梯隊”。

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　來(lái)源：氫能俱樂(lè )部


全國人大代表王鳳英：“新能源+智能化”將推動(dòng)中國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)“彎道超車(chē)”(圖2)

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