近日，中國(guó)工程院院士、中國(guó)氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會(huì)委員彭蘇萍在一次會(huì)議中圍繞氫能源與燃料電池行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)、戰(zhàn)略布局等進(jìn)行深度分享。

彭蘇萍指出，全球正進(jìn)入“氫2.0”時(shí)代，綠色氫能產(chǎn)業(yè)向綠氨、綠色甲醇等“泛氫”能源方向發(fā)展。在雙碳目標(biāo)與能源清潔化轉(zhuǎn)型背景下，需要調(diào)整能源供應(yīng)體系，形成多元化清潔能源供應(yīng)，氫（泛氫）能源可作為各能源之間的橋梁，為能源安全保障機(jī)制的優(yōu)化帶來新契機(jī)。

中國(guó)迫切需要探索化石能源低碳化利用

眾所周知，全球包括中國(guó)在內(nèi)的各國(guó)能源產(chǎn)業(yè)，在過去30年里一直致力于提升清潔能源的使用比例，并減少對(duì)化石燃料的依賴。然而，鑒于煤炭資源豐富而油氣資源相對(duì)較少，中國(guó)尚不能完全依賴可再生能源。根據(jù)最新的數(shù)據(jù)，非水可再生能源在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中所占的比重僅為8%，顯然還未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。因此，中國(guó)迫切需要探索化石能源低碳化利用的途徑。

實(shí)際上，化石能源的低碳化利用本質(zhì)上就是加氫減碳。歷史上，我們的祖先主要依賴木材等能源；18世紀(jì)末，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)；20世紀(jì)40年代，燃?xì)廨啓C(jī)的誕生標(biāo)志著油氣成為能源領(lǐng)域的主導(dǎo)力量。如今，新能源的發(fā)展正逐步聚焦于氫能的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，燃料電池技術(shù)也在不斷成熟。與傳統(tǒng)的蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)通過燃燒產(chǎn)生能量的方式不同，燃料電池通過電化學(xué)反應(yīng)直接發(fā)電，具有革命性意義。

當(dāng)我們今天討論氫能源時(shí)，我們實(shí)際上是在探討氫作為能源的四個(gè)關(guān)鍵屬性：首先，氫本身就是一種珍貴的資源；其次，作為能源，氫具有巨大的潛力；第三，氫可以作為能源的一種儲(chǔ)備形式；最后，氫能的發(fā)展涉及到從物理過程到化學(xué)過程的多種轉(zhuǎn)化方式。這四點(diǎn)構(gòu)成了氫能發(fā)展的核心內(nèi)涵。

中國(guó)企業(yè)有能力成為推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量

氫能作為國(guó)家戰(zhàn)略的提出，其實(shí)并非中國(guó)首創(chuàng)。但美國(guó)自90年代克林頓時(shí)期提出氫能發(fā)展規(guī)劃以來，成本問題一直是制約其氫能普及的主要障礙。相較之下，中國(guó)和日本在氫能源領(lǐng)域則取得了顯著的進(jìn)展。特別是自2003年起，隨著中國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，許多企業(yè)家意識(shí)到必須拓寬煤炭的可持續(xù)發(fā)展路徑。例如，伊金霍洛旗作為煤炭生產(chǎn)區(qū)，其煤炭企業(yè)家實(shí)際上也是氫能企業(yè)家。早在2010年，美國(guó)的氫能源價(jià)格約為9美元，而中國(guó)（煤制氫）僅為0.9元，這在氫能源發(fā)展過程中具有跨時(shí)代意義。日本則在福島事件后，鑒于能源供應(yīng)緊張，大力推廣燃料電池進(jìn)入家庭，目前已有上百萬(wàn)臺(tái)燃料電池投入使用。

目前，全球已有47個(gè)國(guó)家將氫能提升到了國(guó)家戰(zhàn)略的高度，而且這個(gè)數(shù)字還在不斷增長(zhǎng)，越來越多的國(guó)家正在加入這一行列。

美國(guó)和日本作為推動(dòng)氫能源發(fā)展的重要力量，對(duì)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵的推動(dòng)作用。在這一背景下，不少專家提出我們應(yīng)向這些國(guó)家學(xué)習(xí)。然而在學(xué)習(xí)的同時(shí)，我認(rèn)為中國(guó)企業(yè)的創(chuàng)造力極強(qiáng)，我們應(yīng)充滿自信。

「泛氫」，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)向更廣闊應(yīng)用領(lǐng)域拓展的關(guān)健角色

氫能作為一種清潔能源，雖然已取得顯著進(jìn)展，但仍存在兩大挑戰(zhàn)：一是價(jià)格高昂，二是安全性問題還未完全解決。再加上部分法規(guī)滯后，一定程度上限制了氫能的發(fā)展。實(shí)際上，自2016年起，美國(guó)、日本和澳大利亞等國(guó)家已經(jīng)開始著手規(guī)劃氫能發(fā)展的下一個(gè)階段，即氫能2.0時(shí)代，將氨作為關(guān)鍵的發(fā)展目標(biāo)。

在中國(guó)，氨作為一種傳統(tǒng)資源，擁有堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)和技術(shù)可靠性。氨的這一新角色也促使我們重新評(píng)估甲醇的潛力。基于此，我提出了“泛氫”概念，主張利用氨和甲醇等氫載體，推動(dòng)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域拓展，這不僅有助于實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)，也能為氫能的多樣化利用鋪平道路。

面對(duì)當(dāng)前的國(guó)際形勢(shì)和全球“雙碳”目標(biāo)的挑戰(zhàn)，中國(guó)在氫能源領(lǐng)域的發(fā)展步伐不能停滯，并且需要進(jìn)一步加快。鑒于中國(guó)能源發(fā)展和二氧化碳排放的全球關(guān)注度，我們必須采取切實(shí)有效的措施，而氫能憑借其清潔特性，在這一過程中有望扮演關(guān)鍵角色。

氫能在中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)中的作用將進(jìn)一步增強(qiáng)

氫能的發(fā)展關(guān)鍵在于可將其作為融合劑，以調(diào)節(jié)和整合不同領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，包括電解槽技術(shù)的創(chuàng)新、新能源汽車的普及，以及燃料電池技術(shù)的廣泛應(yīng)用等。中國(guó)在這些領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展，尤其是在堿性電解槽的出口方面，其市場(chǎng)份額已經(jīng)占據(jù)了歐洲市場(chǎng)的半數(shù)以上。盡管如此，堿性電解槽在廢水處理和能耗方面仍存在挑戰(zhàn)。幸運(yùn)的是，固體氧化物電解槽技術(shù)有望將能耗從平均4.8千瓦時(shí)降低到3.5千瓦時(shí)，能效顯著提升。

氫能的應(yīng)用前景廣闊，覆蓋交通、發(fā)電和儲(chǔ)能等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。在中國(guó)，燃料電池重卡的認(rèn)可度正在不斷提升，去年已有近4700輛投入實(shí)際使用。此外，燃料電池在發(fā)電效率和二氧化碳捕集能力方面也展現(xiàn)出巨大的潛力。氫能的運(yùn)輸和儲(chǔ)存問題正在逐步得到解決，盡管目前主要依賴成本較高的槽車運(yùn)輸，但預(yù)計(jì)未來技術(shù)創(chuàng)新將有助于降低這一成本。

為了實(shí)現(xiàn)氫能的全面發(fā)展，我們不應(yīng)局限于綠氫，還應(yīng)考慮包括藍(lán)氫在內(nèi)的多種形式。通過有效控制成本，氫能在中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)中的作用將進(jìn)一步增強(qiáng)。廣東和山東等地的氫能發(fā)展經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明，成本控制是推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。只有當(dāng)氫的生產(chǎn)成本降至每公斤20至25元人民幣時(shí)，（氫能）企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的健康發(fā)展。氫能在儲(chǔ)能、燃料電池發(fā)電、燃料電池重卡以及港口和船舶中的應(yīng)用，都顯示出巨大的潛力和廣闊的發(fā)展前景。氨作為氫的載體，解決了純氫的安全性問題，預(yù)計(jì)未來將在全國(guó)范圍內(nèi)得到更廣泛的應(yīng)用。

以下為嘉賓接受采訪視頻以及分享實(shí)錄：

（內(nèi)容有編輯）

Q：請(qǐng)您簡(jiǎn)要談?wù)劊诤裰残沦|(zhì)生產(chǎn)力與能源清潔化轉(zhuǎn)型背景下，氫能扮演的角色與重要性。

A：氫能源是傳統(tǒng)化石能源和可再生能源之間一個(gè)好的融合劑。氫不僅能夠直接用于發(fā)電并作為能源使用，同時(shí)也是一種優(yōu)秀的儲(chǔ)能材料。例如，在2013年之前，我國(guó)西部地區(qū)的可再生能源常常面臨“棄光”現(xiàn)象，而氫能源能夠?qū)⑦@些可再生能源儲(chǔ)存起來，從而解決這一問題。

另外，在氫能發(fā)展的過程中，其轉(zhuǎn)化方式也發(fā)生了變化。現(xiàn)在，氫能通過燃料電池進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這是一種化學(xué)反應(yīng)過程，與過去蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的物理發(fā)電方式有了很大的改變，這實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)的改變。這也是為什么說氫能是一次能源革命的原因。

氫能的發(fā)展過程中，其產(chǎn)業(yè)鏈與應(yīng)用鏈都很長(zhǎng)，可以帶動(dòng)價(jià)值數(shù)千億甚至萬(wàn)億的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。您剛才提到的“厚植新質(zhì)生產(chǎn)力”，氫能的作用就在于此。

Q：您認(rèn)為氫燃料電池技術(shù)應(yīng)當(dāng)在哪些方面重點(diǎn)發(fā)力和攻關(guān)？我國(guó)目前處于怎樣的水平？

A：氫燃料電池在氫能發(fā)展中扮演著關(guān)鍵角色，被視為“卡脖子”的技術(shù)環(huán)節(jié)。在工業(yè)應(yīng)用中，氫燃料電池主要分為兩類：

一類是質(zhì)子交換膜燃料電池，特點(diǎn)是工作溫度較低、啟動(dòng)迅速，這使其在交通領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于其低溫運(yùn)行特性，使得使用的貴金屬和其他材料成本較高。為降低成本，人們探索了多種途徑，包括改進(jìn)膜電極和碳紙的制造工藝以及優(yōu)化質(zhì)子交換膜的生產(chǎn)。近年來，我國(guó)在這一領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，與國(guó)際先進(jìn)水平的差距正在慢慢縮小。另外，當(dāng)前，氫能發(fā)展的一大挑戰(zhàn)是氫氣的使用成本較高。對(duì)于質(zhì)子交換膜燃料電池，如果能夠?qū)①|(zhì)子交換膜燃料電池的工作溫度從當(dāng)前的80度左右提升至120度，那我們就可以將氫氣的純度降低，從而顯著降低運(yùn)營(yíng)成本，推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

另一類是固體氧化物燃料電池，一種中高溫燃料電池，工作溫度在700-800度之間，主要采用陶瓷膜。該技術(shù)近五年來已受到國(guó)內(nèi)廣泛關(guān)注，相關(guān)零部件的研制和生產(chǎn)均已開展。相信在國(guó)家大力支持下，這一技術(shù)有望進(jìn)一步提升。一旦固體氧化物燃料電池在本地規(guī)模化并成功集成，未來在集中式供電供熱、分布式發(fā)電或集中式發(fā)電方面都將對(duì)我國(guó)的電力生產(chǎn)和社區(qū)供熱做出重大貢獻(xiàn)。

Q：中國(guó)氫能聯(lián)盟在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)以及原創(chuàng)技術(shù)策源地方面，發(fā)揮了那些積極作用？

A：自2018年成立以來，中國(guó)氫能聯(lián)盟在中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)化過程中發(fā)揮了重要作用，在政府的指導(dǎo)下開展了許多細(xì)致的工作。氫能源作為我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)部門，雖然國(guó)家高度重視，但行業(yè)主管部門在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面面臨人手有限以及專業(yè)知識(shí)獲取不足等問題，需要有專業(yè)組織提供知識(shí)和信息支持。中國(guó)氫能聯(lián)盟在這方面發(fā)揮了積極作用，不僅發(fā)布了《中國(guó)氫能發(fā)展報(bào)告（2023）》和氫能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)，還積極倡導(dǎo)并引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展。特別是在組織聯(lián)合攻關(guān)方面，發(fā)揮了重要作用。中國(guó)氫能聯(lián)盟通過其前瞻性工作和對(duì)低碳產(chǎn)品的推薦，有效地協(xié)助了國(guó)家有關(guān)部門，不僅填補(bǔ)了行業(yè)空白，還推動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。因此，中國(guó)氫能聯(lián)盟得到了全國(guó)產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和行業(yè)的高度認(rèn)可。

Q：您是第二年來到氫能專精特新創(chuàng)業(yè)大賽現(xiàn)場(chǎng)，您認(rèn)為大賽對(duì)于推動(dòng)產(chǎn)融結(jié)合以及促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化方面起到了怎樣的助力作業(yè)？

A：我認(rèn)為這個(gè)工作做得很好，氫能產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興領(lǐng)域，過去缺乏明確的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)氫能聯(lián)盟通過組織大賽，為全國(guó)相關(guān)企業(yè)搭建了一個(gè)交融、交流和合作的平臺(tái)，對(duì)行業(yè)起到了很好的促進(jìn)作用。第二點(diǎn)，大賽還提供了一些優(yōu)秀的應(yīng)用和商業(yè)模式示范，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。第三點(diǎn)，在大賽過程中還有一些研發(fā)企業(yè)展示了他們的研究成果，通過與業(yè)界交流，有助于推動(dòng)企業(yè)產(chǎn)品的擴(kuò)展和升級(jí)。