氫能是清潔優(yōu)質(zhì)的二次能源，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(diǎn)發(fā)展方向。有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅G色氫能甚至能夠在未來全面替代化石能源體系。但我國目前“綠氫”產(chǎn)量還不到總制氫量1‰，“綠氫”的發(fā)展仍有一系列問題待破解。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?/span>

全球多國把氫能產(chǎn)業(yè)作為未來的發(fā)展重點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，已有三十余個(gè)國家制定氫能發(fā)展的戰(zhàn)略、計(jì)劃或路線圖。

據(jù)國際氫能委員會(huì)預(yù)計(jì)，到2050年氫能在全球能源總需求的占比將由目前的0.1%增至18%。

“氫能在交通領(lǐng)域作為高品質(zhì)熱源，能夠減少汽柴油消費(fèi)；作為大規(guī)模、長周期、跨季節(jié)的儲(chǔ)能方式，可以提高電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，促進(jìn)大基地新能源電力集中外送；作為清潔化工原料和還原劑，以‘風(fēng)光氫儲(chǔ)’一體化、‘綠電-綠氫-綠氨（綠色甲醇）’一體化等方式，可以促進(jìn)煤化工、石油化工及相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的深度脫碳，同時(shí)為新能源就地消納提供解決方案。”中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心能源政策研究部部長、研究員景春梅說。

今年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》。《規(guī)劃》明確了氫能是我國未來國家能源體系的重要組成部分，氫能是用能終端實(shí)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(diǎn)發(fā)展方向。

國際氫能燃料電池協(xié)會(huì)秘書長王菊表示，據(jù)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，預(yù)計(jì)到2060年，中國氫氣年需求在1.3億噸左右，終端能源消費(fèi)占比約為20%，其中70%為可再生能源制氫。

“氫能除了在交通領(lǐng)域的應(yīng)用外，未來在工業(yè)、建筑、發(fā)電及發(fā)熱領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。”王菊說。

“綠氫”是主要發(fā)展方向

業(yè)內(nèi)專家普遍預(yù)計(jì)，可再生能源制氫，即“綠氫”，未來將成為氫能的主要發(fā)展方向。《規(guī)劃》明確要求，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，嚴(yán)格控制化石能源制氫。

“未來使用可再生能源電力的電解水制氫，將成為氫氣生產(chǎn)的主要途徑。”北京清華工業(yè)開發(fā)研究院副院長付小龍認(rèn)為，綠色氫能是中國產(chǎn)業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的主要路徑，甚至能夠全面替代化石能源體系。

“中國能源體系可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐?lsquo;可再生能源+氫’為主的能源體系。氫作為零碳的化學(xué)能源和化工材料，與可再生能源發(fā)電一起，可為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供所需的電、熱和材料，實(shí)現(xiàn)化石能源體系的全面替代。”付小龍說。

然而，截至目前，全球氫氣的生產(chǎn)制造仍然以化石能源制氫為主。根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，2021年全球氫氣產(chǎn)量達(dá)到9400萬噸，與此相關(guān)的二氧化碳排放超過9億噸，“綠氫”產(chǎn)量占比只有0.4‰。

中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心常務(wù)副理事長張曉強(qiáng)在不久前召開的2022年中國氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)上介紹，我國是世界最大的制氫國，現(xiàn)在年制氫量達(dá)3300萬噸，但“綠氫”占比不到1‰。

發(fā)展“綠氫”產(chǎn)業(yè)，需要破解一系列問題。首先是可再生能源發(fā)電量需要大幅增長。

付小龍算了一筆賬，如果可再生能源直接耦合制氫1億噸，需要可再生能源發(fā)電5.5萬億度。而2020年中國可再生能源發(fā)電量僅有2.2萬億度。假設(shè)可再生能源發(fā)電量的25%用于制氫，那么未來為了滿足制氫需求，我國的可再生能源發(fā)電量需要增長10倍。

截至目前，“綠氫”的生產(chǎn)成本依然較高。景春梅介紹，現(xiàn)在電解水制氫的成本為化石能源制氫的2-3倍，如果是可再生能源發(fā)的電制氫，成本會(huì)更高。

而且，大規(guī)模低成本可再生能源制氫的技術(shù)路線并不明確。業(yè)內(nèi)專家介紹，堿性電解水（ALK）制氫缺少規(guī)模化應(yīng)用，難以適應(yīng)風(fēng)光電力的間歇性和波動(dòng)性；質(zhì)子交換膜（PEM）制氫成本高、關(guān)鍵技術(shù)和核心部件受制于人；陰離子交換膜（AEM）、固體氧化物電解水（SOEC）、光解水制氫、熱化學(xué)循環(huán)水解制氫技術(shù)等還處于基礎(chǔ)研發(fā)或試點(diǎn)示范階段……

此外，景春梅介紹，目前輸氫成本在氫氣終端售價(jià)中的比重高達(dá)40%-50%，成為氫能規(guī)模化發(fā)展的掣肘因素。

針對上述問題，景春梅建議，以“綠氫”為導(dǎo)向，鼓勵(lì)新能源大基地優(yōu)先發(fā)展制氫產(chǎn)業(yè)；鼓勵(lì)化石能源和新能源優(yōu)化組合，在化工、冶金等領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)“綠氫”對化石能源制氫的減量替代。

王菊建議，提高電解水制氫效率，提高氫源經(jīng)濟(jì)性；探索不同氫氣運(yùn)輸方式的整合和優(yōu)化方法；創(chuàng)造按需加氫、緊湊型移動(dòng)加氫站等新型商業(yè)模式。