4月6日消息，中國(guó)工程院組織院士專家，針對(duì)《中國(guó)氫能源與燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略研究》開展為期兩年多的論證。近日，相關(guān)成果發(fā)布。
專家們認(rèn)為，氫能將在“雙碳”目標(biāo)實(shí)施過程中發(fā)揮巨大作用。氫能不僅是能源，還是重要載體，能夠?qū)鹘y(tǒng)化石能源和可再生能源連接起來，實(shí)現(xiàn)二者平穩(wěn)過渡。
中國(guó)減碳難度更大
中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)“一多三少”，煤比較多，油氣、非化石能源、核能占比較少。目前，以煤為基礎(chǔ)的能源利用形式轉(zhuǎn)化效率不高，油氣供應(yīng)安全形式嚴(yán)峻，大規(guī)模可再生能源近期還很難全面替代煤炭，此外，二氧化碳資源化回收及高值化利用技術(shù)不足。對(duì)比歐美日等國(guó)家，中國(guó)核電占比小，這意味著中國(guó)減碳難度更大。
利用清潔的可再生能源正成為更多國(guó)家的選擇，各國(guó)氫能發(fā)展各具特色。不同發(fā)展目標(biāo)決定不同技術(shù)路線和發(fā)展模式，日本發(fā)展氫能主要是解決國(guó)家的能源安全問題，澳大利亞主要發(fā)展氫貿(mào)易，歐洲為了解決工業(yè)脫碳，美國(guó)主要是固定式發(fā)電，韓國(guó)主要發(fā)展氫燃料電池汽車。
國(guó)人對(duì)氫能的認(rèn)識(shí)也在不斷進(jìn)步。從最初對(duì)氫能的制備技術(shù)、成本、安全等問題存在諸多爭(zhēng)議，到工業(yè)制備技術(shù)成熟，氫成為能源重要的補(bǔ)充能源；到前不久《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》發(fā)布，將氫能作為中國(guó)能源的重要組成部分。
實(shí)現(xiàn)氫能利用需解決卡脖子難題
如何利用氫能？我國(guó)能源稟賦等現(xiàn)狀的特殊性決定無可借鑒先例可循。
結(jié)合我國(guó)實(shí)際，按能源消費(fèi)的工業(yè)、交通、建筑和電力四大領(lǐng)域來說，氫能有不同的應(yīng)用技術(shù)，潛力巨大。
氫能與可再生能源耦合，讓可再生能源的不穩(wěn)定輸出得到吸納，解決“棄風(fēng)棄光”問題，有望大幅提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例；氫可運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)分布不均衡的可再生資源的再分配；大型清潔煤制氫，將成為煤炭清潔高效利用以及優(yōu)質(zhì)廉價(jià)煤開發(fā)利用的重要發(fā)展方向；氫能與電能耦合，可增加電力系統(tǒng)的靈活性，彌補(bǔ)電力不可存儲(chǔ)的問題。實(shí)現(xiàn)不同能源網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)同優(yōu)化，提升能源使用效率。
目前，世界上純氫的產(chǎn)量超過7000萬噸，中國(guó)是世界上最大的產(chǎn)氫國(guó)，主要利用煤制氫。氫的生產(chǎn)上，中國(guó)與國(guó)際水平相當(dāng)，但氫能產(chǎn)業(yè)裝備制造等方面相對(duì)滯后，相關(guān)核心設(shè)備主要依靠進(jìn)口，與美歐日韓差距有拉大的趨勢(shì)。
儲(chǔ)運(yùn)上，目前以氣氫為主，主要沿用國(guó)外技術(shù)手段，液態(tài)儲(chǔ)氫尚未應(yīng)用到民用領(lǐng)域，固態(tài)儲(chǔ)氫國(guó)內(nèi)基本處于研發(fā)階段。車輛運(yùn)輸氫氣的效率低、成本高，2020年儲(chǔ)運(yùn)占?xì)淠艹杀镜?0%左右，更高壓及大規(guī)模管道運(yùn)輸在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等方面仍存在較大障礙。氫能不便于存儲(chǔ)、液化成本高等難題限制了氫能的遠(yuǎn)距離輸送。雖然國(guó)家出臺(tái)了諸多政策推進(jìn)“氫進(jìn)萬家”，但要尊重市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)，要把燃料電池的制作成本大幅度降下來。
此外，應(yīng)用端上，燃料電池關(guān)鍵部件、測(cè)試裝備有較大追趕空間。可以說，“卡脖子”難題分布在氫能產(chǎn)業(yè)的多個(gè)環(huán)節(jié)，急需打破國(guó)外技術(shù)封鎖。
三步走推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
盡管面臨氫源、成本等問題，但不可否認(rèn)，相關(guān)技術(shù)正在快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界正積極努力解決氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難點(diǎn)與痛點(diǎn)問題。未來10-20年將是我國(guó)氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇期，需緊密聯(lián)系我國(guó)能源發(fā)展實(shí)際，從戰(zhàn)略、政策、技術(shù)、資金、國(guó)際合作等方面積極謀劃，通過改革創(chuàng)新破解發(fā)展難題，助力實(shí)現(xiàn)氫能源高質(zhì)量發(fā)展。
實(shí)現(xiàn)氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，建議三步走。
2021-2025年，能源經(jīng)濟(jì)屬性決定目前以化石能源制氫為主，重點(diǎn)突破固體氧化物燃料電池電堆及系統(tǒng)集成技術(shù)，提高效率，降低二氧化碳排放，同時(shí)完善我國(guó)可再生能源制氫技術(shù)鏈，建立綠色制氫試點(diǎn)示范項(xiàng)目，推動(dòng)可再生能源制氫技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2026-2035年，建立完善的氫能儲(chǔ)運(yùn)、供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，大規(guī)模氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)取得突破，基本建立以可再生能源制氫為基礎(chǔ)、工業(yè)副產(chǎn)氫等為輔的多元低成本氫能供應(yīng)體系。同時(shí)實(shí)現(xiàn)50 兆瓦級(jí)二氧化碳近零排放的煤氣化燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的自主設(shè)計(jì)、制造。
2036-2050年，形成高效低碳的氫能供給網(wǎng)絡(luò)，市場(chǎng)引領(lǐng)、價(jià)格調(diào)節(jié)、體制機(jī)制科學(xué)健全的高質(zhì)量發(fā)展格局。以可再生能源制氫為絕對(duì)主體，各地根據(jù)資源與工業(yè)的發(fā)展情況，因地制宜地選擇供氫方案。多相態(tài)、多渠道氫能輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)體系逐步形成。
從歷史角度來看，人類用能一直朝著低碳方向發(fā)展，從生物質(zhì)到煤炭，從石油到天然氣，能源分子中碳原子所占比例逐漸降低，實(shí)現(xiàn)氫能大規(guī)模利用符合時(shí)代發(fā)展需要。但同時(shí)也要注意到，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式的綠色低碳轉(zhuǎn)型不會(huì)一蹴而就，氫能成為全球能源技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向需要時(shí)間。
