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发展氢能成各国共识 氢是一个很简单的元素，但按照原子百分数计算，氢又是宇宙中最多的元素，在地球上含量仅次于氧。 氢能是指以氢及其同位素为主导的反应中，或者氢在状态变化过程中所释放出的能量，具有来源广、可储存、用途多、零碳零污染及能量密度大等特征，可发电、可供热，还可作为交通燃料。同时，氢还是一个稳定介质，通过可再生能源制氢，可将不稳定的可再生能源变得“稳定”。 截至目前，发展氢能不仅是一个国家的事情，已成为大家的一致共识。氢的能量密度是汽油的3倍，是锂电池的130倍。因此过去，能量密度是能源替代的主要原因。而现在，随着二氧化碳减排、应对气候变化等要求加大，能源排放成为氢能的主要推动力，其在各种燃料替代过程中的比重不断增加。2017年底，世界氢能委员会就研究提出，到2050年，全球环境20%的二氧化碳减排要靠氢气来完成，18%的电力由氢能承担。此外，国际氢能委员会预测认为，到2050年，欧盟24%的一次能源将使用氢能替代。 可以说，未来在多种能源组成的社会中，氢能与电能将是两大支柱。 氢能是我国能源发展必由之路 我国现已具备超强的氢气供应能力。统计显示，国际制氢总量现约为9EJ, 即年产6300万吨左右，我国产氢约2200万吨/年。该数量占世界氢产量的三分之一，我国是没有争议的世界第一产氢大国。 在此基础上，我国形成了完整的氢能产业链，涵盖制氢、储运、加注、应用等四个环节。以制氢环节为例，国际目前主要包括煤炭气化、天然气、甲醇重整、水电解等制氢方法。在我国，上述4种方式占比分别为18%、48%、30%、4%，可再生能源制氢尚处示范阶段。下一步，“可再生能源+水电解制氢”将成大规模制氢的发展趋势。以此为背景，我国将来可能向韩国、日本出口绿色氢气。 同时，我国燃料电池车产量逐年增加。2017年，全国共有8个品牌、10款车型的燃料电池汽车在产，总产量为1272辆，较2016年同比增长102.2%。其中，燃料电池专用车992辆，占总产量的78.0%；燃料电池客车280辆，占总产量的22.0%。2018年我国燃料电池车产量进一步达到1619辆，其中燃料电池专用车909辆、大客车710辆。到2020年，我国氢燃料电池轿车、商业车有望分别超过4万辆、1万辆。 尽管目前，产业链的四个环节仍处初级阶段，但氢能是我国能源发展的必由之路。预计到2030年，我国将成为世界最大的氢能与燃料电池市场；到2040年，氢能或将支撑我国10%的能源需求。
中国氢能联盟专家委员会、武汉理工大学教授潘牧： 燃料电池是气电联网的核心 电网跟氢能关系非常密切。在能源领域不光有电网，还有气网，气网和电网连接起来就会形成一个崭新的能源构架，这个新的能源构架可以通过电网输出氢到气网，然后再发电到电网，燃料电池汽车是这个网络里的受益者，可以使可再生能源利用率最大化，进而使整个能源效率达到最大化。 互联网的特点首先是联网，比如电网和气网互联，同时联网可以有无限节点，也可是以是双向的，也就是说人人既可以消费电力，也可以生产电力，与互联网的结构非常相似。气网和电网通过电池和电解水装置，在用户家里就可以形成一个无线网络结构。本田就推出了一款燃料电池车发电站，相当于在车里装了一个变压器，车回到家里可以充电，所以既是一辆汽车，也是一台发电机。 国际能源署提出的愿景就认为，电网、热网、气液体燃料网可以通过氢气连接起来，形成一个互联的网络结构。德国提出的集成能源系统也以用氢能作为连接纽带。美国提出的H2 @Scale计划也是一样的理念，将氢气和发电、电网、油气网连在一起，这也是值得电网公司认真思考的事情，即，探讨研究将电网和氢网连接一起有哪些技术值得开发。从愿景来看，氢电互联发展，对电动汽车也有推动作用，但这会涉及到一个很核心的技术，即燃料电池，将氢变成电。 第一台燃料电池早于1839年就诞生，到目前仍有性能提升创新的空间。比如催化剂还存在稳定性不好等各种各样的问题，需要重点攻关，新型纳米催化剂的研制，以及膜电极性能的提升和电堆的创新等都需要扎扎实实持续推进。燃料电池的创新非常关键，中国的前期积累太少，追赶的难度也比较大，还需要做出贡献，争取通过创新推进燃料电池发展，推动车用电力的变革。
北京低碳清洁能源研究院新能源中心助理主任何广利： 氢能产业化应须明确战略定位 去年开始，关注氢能产业的人逐渐增多，尤其随着今年“推进充电、加氢设施建设”首次被写入《政府工作报告》，氢能一下成了热点。尽管如此，我认为氢能在我国尚未发展成为一个真正的产业。就加氢站而言，全国现已投产的加氢站（包括固定式加氢站和撬装式加氢设备）共约23座，另有在建33座。加氢站究竟怎么建？目前仍有审批、设计、安全等一系列问题亟待解决。 首先是标准。出于安全考虑，2010年出台的国标《加氢站技术规范 GB50516-2010》是按储氢量划分加氢站。其实，加氢站的储氢与加氢能力既相关、又无关，很多人甚至分不清加氢能力和储氢量的关系。比如丰田汽车所说的3-5分钟加满氢，实际上有很多限制条件，涉及初始压力、冷却温度等方方面面，不是随便就可达到这个要求。 同时，由于相对特殊，国内在运的20多个加氢站中，有一部分属内部运行，目前只有少数对外开放。从开发角度来说，加氢站建设不是光有费用就能解决，还涉及安全性等重大问题，对此必须给予足够重视。但现阶段，我们在技术积累、研究开发等方面的工作依然不够。 其次是供给模式问题，氢能运输技术选择与供应模式密切相关。供氢基础设施的可选择性非常多，我认为，目前来看没有哪一种占据绝对优势。未来如何选择，还需进一步科学论断。否则投产之后，过几年细分技术路线一旦发生变化，同样将带来风险。国内很多用户，尤其是大运量氢气用户，目前还是自己制氢。需要用氢时，直接就近建一个制氢厂，不存在长距离运输及配套基础设施建设问题。以后若要大规模发展车用氢能，解决运输问题对降低氢气成本非常关键。 此外，还有一些非常实际的问题。在战略及政策方面，日本、欧洲、韩国澳大利亚等均已发布氢能路线图。我国政府对氢能的定位尚未确定，虽然有近20个省市已发布相关规划，但全国性的氢能发展战略和规划依然缺乏。从国家能源体系角度而言，因目前尚无官方正式说法，暂不能说氢能是一种能源。但从长远看，氢能至少是我国能源系统的一部分。若不纳入其中，氢能就相当于一个“灰色地带”，不利于未来发展。 再如行政审批问题。截至目前，上海、佛山、武汉、如皋等地明确了加氢站建设的主管部门及审批流程，国家对此却仍无明文规定。也正因此，加氢站建设审批特别难。为规范健康发展，这需要一个明确的对口单位。 最后还有发展模式问题。国内目前主推商用车，由于路线较为固定，对燃料电池的技术要求相对降低。但同时，商用车所能承受的氢气价格远低于乘用车。为降低运行成本，很多企业正在关注“电+氢”。相关部门也在考虑，燃料电池汽车的补贴是否挪到前端，实际加一公斤氢气、补贴一部分钱，因为只有真正使用才可产生环境效益。经济性问题如何解决？对此还需综合考虑、谨慎对待。 （编辑：Wendy） |
