大力發(fā)展可再生能源制氫 有序推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展——《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》專家解讀（一）
日期：2024-10-16 06:24:27 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：617歐陽(yáng)明高
(全國(guó)政協(xié)常委、中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授)
期盼已久的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》終于發(fā)布了，這對(duì)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展將發(fā)揮重要指導(dǎo)作用。規(guī)劃科學(xué)分析了我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，明確了氫能在我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位、總體要求和發(fā)展目標(biāo)，提出了氫能創(chuàng)新體系、基礎(chǔ)設(shè)施、多元應(yīng)用、政策保障、組織實(shí)施等方面的具體規(guī)劃，為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展描繪了宏偉藍(lán)圖。結(jié)合文件精神，我想簡(jiǎn)單談幾點(diǎn)初步體會(huì)與建議。
一、堅(jiān)持綠色低碳路線，主攻可再生能源制氫，牢記發(fā)展氫能的初心使命
習(xí)近平總書記2020年9月提出“中國(guó)力爭(zhēng)于2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)必須推動(dòng)可再生能源規(guī)?；l(fā)展?？稍偕茉吹闹饕d體就是電和氫，在動(dòng)力、儲(chǔ)能方面兩者具有互補(bǔ)性，作為無(wú)碳工業(yè)原料，氫具有不可替代性。那么，氫能的戰(zhàn)略地位和經(jīng)濟(jì)合理性主要取決于可再生能源轉(zhuǎn)型中的大規(guī)模長(zhǎng)周期能量?jī)?chǔ)存與多元化終端利用需求。如果基于化石能源制氫，存在能量利用效率低、二氧化碳排放高等問(wèn)題，屢遭質(zhì)疑。雖然可再生能源制氫在生產(chǎn)-儲(chǔ)運(yùn)-利用全鏈條上也存在能源轉(zhuǎn)化效率問(wèn)題，但隨著可再生能源裝機(jī)不斷擴(kuò)大，效率問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為成本問(wèn)題。在國(guó)務(wù)院批復(fù)建設(shè)的張家口可再生能源示范區(qū)，我們的團(tuán)隊(duì)嘗試開展從可再生能源制氫到終端應(yīng)用的全鏈條工程驗(yàn)證，當(dāng)可再生能源電力價(jià)格低于0.15元/千瓦時(shí)的時(shí)候，可再生能源制氫的經(jīng)濟(jì)性就能得以保障。因此，可再生能源制氫是堅(jiān)持綠色低碳發(fā)展道路的必然選擇。
《規(guī)劃》提出“到2025年，燃料電池車輛保有量約5萬(wàn)輛，可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬(wàn)噸/年”的發(fā)展目標(biāo)，從量上講，可再生能源制氫量是可以滿足燃料電池車輛使用的;從品質(zhì)上講，可再生電力電解水制氫純度很高，能夠滿足燃料電池對(duì)氫純度的高要求，可以完全避免加氫站、儲(chǔ)氫瓶和燃料電池受腐蝕或中毒等問(wèn)題。
電解水制氫分為堿性電解水制氫(AEC)、質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEMEC)、高溫水蒸氣電解制氫(SOEC)等技術(shù)路線，一些專家預(yù)測(cè)，電解水制氫的需求在未來(lái)將比燃料電池更大。目前，我國(guó)能源行業(yè)積極投資可再生能源制氫，例如四川水電制氫、新疆光伏制氫、內(nèi)蒙風(fēng)電制氫等，為規(guī)?；a(chǎn)清潔低碳?xì)淠艿於肆己卯a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
二、堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)、自立自強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)氫能科技新突破
氫能技術(shù)鏈條長(zhǎng)、難點(diǎn)多，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)性還不能完全滿足實(shí)用需求，亟需從氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注、燃料電池、氫儲(chǔ)能系統(tǒng)等主要環(huán)節(jié)創(chuàng)新突破，重點(diǎn)突破“卡脖子”技術(shù)。例如，嚴(yán)重影響燃料電池壽命和使用成本的質(zhì)子交換膜;70MPa高壓四型瓶的高強(qiáng)度碳纖維和安全閥;加氫站離子壓縮機(jī)、加注槍的核心零部件等。同時(shí)，也要面向氫能科技前沿開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。例如，電解水制氫催化劑和陰離子膜、光電催化制氫、基于超導(dǎo)強(qiáng)磁場(chǎng)高效磁制冷的氫液化循環(huán)以及中壓深冷氣態(tài)儲(chǔ)氫、新一代固體氧化物燃料電池和能夠可逆運(yùn)行的SOFC/SOCE等新一代氫能科技。在全球氫能產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，我們要抓住機(jī)遇，努力實(shí)現(xiàn)氫能科技革命性突破，推進(jìn)氫能與燃料電池技術(shù)的全面成熟，促進(jìn)氫能在交通、工業(yè)等重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域大規(guī)模市場(chǎng)滲透，搶占國(guó)際前沿陣地。
相比于電化學(xué)動(dòng)力電池，我國(guó)氫燃料電池在技術(shù)儲(chǔ)備、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、人才隊(duì)伍等方面較為薄弱，與國(guó)際先進(jìn)水平也存在一定差距，建議盡快建立氫能創(chuàng)新平臺(tái)，開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和人才培養(yǎng)，打造自立自強(qiáng)的科技體系。同時(shí)，氫能利用是世界各國(guó)共有之義，必須堅(jiān)持開放合作的態(tài)度，不斷凝聚各方創(chuàng)新成果，推動(dòng)形成國(guó)際氫能應(yīng)用良好生態(tài)。
三、堅(jiān)持安全為本、示范先行，探索科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)生態(tài)
類似電池安全之于電動(dòng)汽車和電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)，氫安全在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用不言而喻，必須努力做到萬(wàn)無(wú)一失。要建立氫能全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，建立安全評(píng)價(jià)和檢測(cè)體系，尤其是要注重一線工作人員的安全培訓(xùn)，嚴(yán)格按照安全規(guī)范進(jìn)行日常操作。例如，張家口市專門成立張家口氫能研究院，建立氫能全產(chǎn)業(yè)鏈安全監(jiān)控平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)，并聯(lián)合中國(guó)特檢院建設(shè)氫能裝備檢測(cè)中心，著力維護(hù)張家口市氫能燃料電池公共交通系統(tǒng)安全運(yùn)營(yíng);已成功舉辦的2022年冬奧會(huì)，為保障北京和張家口賽區(qū)的1000余輛燃料電池汽車、20多座加氫站運(yùn)營(yíng)安全，專門設(shè)立了冬奧示范氫安全國(guó)際專家咨詢委員會(huì)，匯聚全球氫安全管理經(jīng)驗(yàn)，確保冬奧會(huì)綠色出行安全。
值得注意的是，燃料電池車輛只是氫能應(yīng)用的突破口，長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展應(yīng)逐步拓展到交通、電力、化工、冶金等領(lǐng)域多元應(yīng)用，充分發(fā)揮氫能在能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和行業(yè)綠色發(fā)展中的重要支撐作用。
四、堅(jiān)持市場(chǎng)主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，遵循新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律
我國(guó)純電動(dòng)汽車應(yīng)用區(qū)域主要集中在東部、中部和南部，而北部、東北部、西北部分布較少，原因是這些地區(qū)冬季溫度低，影響動(dòng)力電池出力。相比之下，燃料電池受溫度影響較小，電池余熱可靈活轉(zhuǎn)化利用，并且這些地區(qū)可再生能源資源較為豐富，由可再生能源制取的清潔低碳?xì)淠芄?yīng)能力強(qiáng)，燃料電池汽車具有較大的市場(chǎng)應(yīng)用潛能。
對(duì)照我國(guó)純電動(dòng)汽車從孕育到高質(zhì)量發(fā)展的歷程，我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)比純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后約10年，目前仍處于產(chǎn)品導(dǎo)入期，正在進(jìn)入應(yīng)用成本快速下降的成長(zhǎng)期。根據(jù)國(guó)內(nèi)外主要燃料電池廠商產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)今后十年燃料電池成本將大幅下降、性能穩(wěn)定提升。
我們注意到，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)復(fù)雜度和中外競(jìng)爭(zhēng)激烈性不容小覷，全行業(yè)必須眾志成城、攻堅(jiān)克難。這段時(shí)期，政府支持引導(dǎo)非常重要，尤其是在產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌布局、應(yīng)用場(chǎng)景拓展創(chuàng)新等方面，要因地制宜、量力而行，避免急功近利、盲目投入。