隨著《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》（簡稱《規(guī)劃》）的發(fā)布，“氫能熱”正進(jìn)一步升溫。中國工程院院士陳清泉日前指出，氫氣具有能源和物質(zhì)的屬性，具有燃料和材料的屬性，能夠耦合電力能源和化工能源，耦合能源流和物質(zhì)流，在我國未來的能源系統(tǒng)中的地位將越來越重要。
《規(guī)劃》明確，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。從這一戰(zhàn)略定位看，源端的可再生能源制氫、終端的多樣化應(yīng)用都將是產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點，同時，作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)新將發(fā)揮關(guān)鍵作用。
低碳制氫助力新能源開發(fā)
“在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，我國化石能源只能打‘減量牌’，我們必須要提高可再生能源的利用率。”陳清泉表示，我國擁有豐富的可再生能源的資源，可再生能源稟賦相當(dāng)于我國峰值能源需求總量的2.7倍，但需要儲能來解決穩(wěn)定供應(yīng)問題，而氫能可以解決大規(guī)模可再生能源的儲存問題。
在供應(yīng)端，發(fā)展可再生能源制氫是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑。“長遠(yuǎn)看，氫能將成為未來清潔能源體系中重要的二次能源。”在國家發(fā)展改革委高技術(shù)司副司長王翔看來，氫能能量密度高、儲存方式簡單，是大規(guī)模、長周期儲能的理想選擇，通過“風(fēng)光氫儲”一體化融合發(fā)展，為可再生能源規(guī)?；{提供解決方案。
據(jù)國家能源局科技司副司長劉亞芳介紹，《規(guī)劃》確定了氫能清潔低碳發(fā)展原則，著力構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點發(fā)展可再生能源制氫，嚴(yán)格控制化石能源制氫。她認(rèn)為，雖然目前我國現(xiàn)有氫氣供應(yīng)體系以化石能源制氫為主，但我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模全球第一，在清潔低碳的氫能供給上具有巨大潛力。
得益于可再生能源制氫定位的進(jìn)一步明確，我國綠氫生產(chǎn)規(guī)模和市場將快速增長?！兑?guī)劃》提出，到2025年，可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬噸/年，成為新增氫能消費的重要組成部分，實現(xiàn)二氧化碳減排100-200萬噸/年；到2035年，可再生能源制氫在終端能源消費中的比重明顯提升，對能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展起到重要支撐作用。
中央財經(jīng)大學(xué)證券期貨研究所副所長史英哲預(yù)計，到2050年，中國的氫氣年需求量將達(dá)到6000萬噸，其中大部分將要由可再生能源電解制氫來提供，預(yù)計綠氫的規(guī)模將達(dá)到4000萬噸，成為占比最高的制氫方法。他強(qiáng)調(diào)，“綠氫參與能源體系，可以使我們的能源最大限度實現(xiàn)低碳綠色轉(zhuǎn)型。”
拓寬需求推動多元化應(yīng)用
氫能應(yīng)用場景廣泛，是多個領(lǐng)域降低二氧化碳排放的重要路徑。王翔指出，在能源消費端，氫能是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體，擴(kuò)大清潔低碳?xì)淠茉谟媚芙K端的應(yīng)用范圍，有序開展化石能源替代，能夠顯著降低用能終端二氧化碳排放；而在工業(yè)生產(chǎn)過程，氫氣是重要的清潔低碳工業(yè)原料，應(yīng)用場景豐富，通過逐步擴(kuò)大工業(yè)領(lǐng)域氫能應(yīng)用，能夠有效引導(dǎo)高碳工藝向低碳工藝轉(zhuǎn)變，促進(jìn)高耗能行業(yè)綠色低碳發(fā)展。
在殼牌氫能事業(yè)部亞太區(qū)總經(jīng)理陳肇南看來，藍(lán)氫和綠氫有著遠(yuǎn)低于灰氫的碳排放強(qiáng)度，可以取代目前廣泛使用的灰氫，為重工業(yè)提供能源，為交通領(lǐng)域提供燃料，或作為季節(jié)性儲能手段支持發(fā)電行業(yè)。氫具有較高的能量密度，因此特別適合用于重型陸路運輸、海運和航空，也能在各個工業(yè)部門發(fā)揮重要作用，如需要大量能源輸入的鋼鐵和水泥行業(yè)。
經(jīng)過近年來的探索，氫能和燃料電池在多領(lǐng)域的應(yīng)用逐步加快。據(jù)北京億華通科技股份有限公司常務(wù)副總經(jīng)理于民介紹，碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)和氫能政策的逐步明確，使氫能的地位逐步提高，吸引了大量資本的追逐，2021年1-7月，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)公開投資總額超過2500億元，同比增長90%。他指出，我國已經(jīng)具備支持萬輛級燃料電池汽車示范的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，未來車用市場仍是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要突破口，預(yù)計到2030年，車用氫氣需求將達(dá)到400萬噸/年。
在‘雙碳’目標(biāo)下，氫能在我國終端能源結(jié)構(gòu)中的占比將達(dá)到10-20%。”史英哲表示，氫能與電力協(xié)同互補(bǔ)，將更多的是綠氫與綠色電力協(xié)同互補(bǔ)，最后可以成為我們終端能源體系的重要主體，在我國的交通工業(yè)、建筑、電力等部門得到廣泛的應(yīng)用，并帶動形成數(shù)以十萬億級的新興產(chǎn)業(yè)。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會會長魏鎖認(rèn)為，氫能產(chǎn)業(yè)尤其是綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最核心問題在于應(yīng)用端對綠氫的實際需求量。按照《規(guī)劃》明確的“多元化”應(yīng)用方向，未來將催生巨大的綠氫市場，帶動氫能制取-存儲-運輸-應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈，以及上游可再生能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展。通過規(guī)模效應(yīng)，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈成本將顯著下降。
創(chuàng)新引領(lǐng)支撐高質(zhì)量發(fā)展
當(dāng)前，氫能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期，創(chuàng)新對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。為此，《規(guī)劃》提出系統(tǒng)構(gòu)建支撐氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新體系，圍繞氫能高質(zhì)量發(fā)展重大需求，準(zhǔn)確把握氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方向，聚焦短板弱項，適度超前部署一批氫能項目，持續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，建立完善更加協(xié)同高效的創(chuàng)新體系。
我國氫能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新突破由來已久，尤其是在汽車應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)中國電動汽車百人會副秘書長王賀武介紹，自科技部“十五”電動汽車重大專項啟動燃料電池汽車技術(shù)研發(fā)以來，經(jīng)過20年的科技投入，以燃料電池汽車為氫能應(yīng)用的先導(dǎo)已經(jīng)初步掌握了氫燃料電池及關(guān)鍵零部件動力系統(tǒng)，整車集成和氫能基礎(chǔ)設(shè)施等核心技術(shù)，基本形成氫氣制備、儲運、加注、燃料電池應(yīng)用等完備的產(chǎn)業(yè)鏈。
對此，于民也表示，多年的探索與示范，讓中國掌握了燃料電池及核心零部件自主化開發(fā)核心技術(shù)。他指出，同2016年對比，國產(chǎn)燃料電池產(chǎn)品在功率密度、低溫啟動能力、經(jīng)濟(jì)性等方面已取得明顯進(jìn)步。以億華通為例，2021年量產(chǎn)的G120產(chǎn)品額定功率120千瓦，質(zhì)量功率密度701瓦/公斤，可實現(xiàn)零下35度低溫啟動，產(chǎn)品性能在本次北京冬奧交通保障中得到充分驗證。
“持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，是推動產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵。”于民指出，為滿足不同階段市場擴(kuò)展需求，燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)需向輕量化、高里程、長壽命、低成本、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性發(fā)展，為提升產(chǎn)品續(xù)航能力，高儲氫密度，車載氫系統(tǒng)開發(fā)也尤為重要，預(yù)計到2025年前后，70兆帕高壓Ⅳ型儲氫瓶技術(shù)將在我國得到應(yīng)用，同時液氫將初具規(guī)模。
魏鎖認(rèn)為，在推動技術(shù)創(chuàng)新方面，氫能產(chǎn)業(yè)鏈條長，技術(shù)密集，而目前中國氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)積累不夠，在多個環(huán)節(jié)仍存在“卡脖子”技術(shù)。由于我國氫能產(chǎn)業(yè)當(dāng)前力量分散、科技研發(fā)力量不足、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展不平衡、重復(fù)低效投資等問題的存在，迫切需要國家政策引導(dǎo)和產(chǎn)、學(xué)、研、用各環(huán)節(jié)有效協(xié)同，需要科技攻關(guān)創(chuàng)新和示范推廣應(yīng)用。
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