“氫能未來可能成為10萬億元的產業(yè)。”中國科學院院士歐陽明高近日在2023世界氫能技術大會上說，我國氫能能源技術發(fā)展已實現(xiàn)局部突破，呈現(xiàn)階段性進步特征。
氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉型發(fā)展的重要載體之一。目前，我國氫能產業(yè)發(fā)展已迎來窗口期。
一批產業(yè)集群涌現(xiàn)
北方，山東。全國首座高速加氫站、首座港口加氫站先后建成，25座加氫站日供氫能力超過20噸，燃料電池車輛總推廣數(shù)已超過1000輛……“氫進萬家”科技示范工程進展迅速，該示范工程的整體目標，將建設1條氫能高速、2個氫能港口、3個科普基地、4個氫能園區(qū)、5個氫能小區(qū)等。
位于南方珠三角腹地的佛山市南海區(qū)，已聚集氫能企業(yè)和機構超150家，涵蓋氫能全產業(yè)鏈，形成超600億元投資規(guī)模的產業(yè)集群。
“示范應用項目推動著產業(yè)體系的構建。”國家燃料電池技術創(chuàng)新中心首席科學家陳文淼說，通過類似“氫進萬家”這樣的示范工程，逐步擴大氫能的應用領域，擴大使用場景，增加氫的使用量，最終可降低成本。
面對氫能產業(yè)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，我國通過五大示范城市群以及“氫進萬家”等一批示范項目，持續(xù)推動氫能在交通、建筑、儲能等領域的綜合應用，帶動氫能制、儲、輸、用全產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，也推動了區(qū)域優(yōu)化布局。
據(jù)業(yè)內專家介紹，我國車用質子交換膜、燃料電池系統(tǒng)集成已經取得重大突破，相關產業(yè)鏈已經建立;面向重卡的大功率燃料電池系統(tǒng)成為氫能產品的高技術亮點，具有國際領先水平;構建了較為完整的氫能和燃料電池技術鏈和產業(yè)鏈，燃料電池整車產品的競爭力也顯著增強，商用車的氫耗、續(xù)時里程、能啟動等主要性能指標持續(xù)優(yōu)化。
截至4月底，我國氫能燃料電池累計推廣量接近1.4萬輛，其中商用車超過1.3萬輛，商用車的推廣規(guī)模全球領先，而且實現(xiàn)了港口、礦山、環(huán)衛(wèi)、城建、公交、城際物流等重型作業(yè)及遠程大宗商品運輸全場景的覆蓋。
加氫基礎設施建設發(fā)展較快。目前全國建成加氫站超過350座，位居全球第一。
“我國氫能產業(yè)正呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。”中國機械工業(yè)聯(lián)合會會長徐念沙說，石油化工、煤化工、氫冶煉和氫儲能領域建設不斷加速。一批氫能產業(yè)集群正在涌現(xiàn)，應用領域方興未艾，產業(yè)鏈、供應鏈、創(chuàng)新鏈不斷完善。
中國石油管道局工程有限公司副總經理李國輝展示了一張關于“西氫東送”全國氫能骨干網絡的未來規(guī)劃圖。“至2050年，基本上所有的氫都會通過管道來進行輸送，我們構建了聯(lián)通多地‘一橫一縱三支’的北方氫能大管網，全長五六千公里;該規(guī)劃還包括長三角、珠三角、川渝地區(qū)。”
儲運仍是薄弱環(huán)節(jié)
寧夏，某天然氣摻氫降碳工程中試項目基地。研究人員正忙碌著，分析摻氫天然氣管道的分層現(xiàn)象，對摻混的不同比例進行測試。
距其近千里之外的河南，從濟源到洛陽之間，有一條25公里長的純氫輸送管道，是國內目前已建管徑最大、壓力最高、輸量最高的氫氣管道，已經運行了8年。
“純氫或摻氫管道輸送是打通制氫和用氫的最后一公里。”李國輝說，我國氫能資源的分布非常不均衡，氫能資源主要分布在煉化企業(yè)，風光發(fā)電和天然氣資源豐富的西北、東北、中西部等地區(qū)。消費市場主要集中在東部地區(qū)。近期氫能儲運主要服務區(qū)域內就近短途運輸，未來中長距離儲運需求較大。
歐陽明高說，儲運仍然是氫能全技術鏈的薄弱環(huán)節(jié)，雖然有各種技術創(chuàng)新，但真正能夠落地的顛覆性技術還沒有出現(xiàn)。
“目前，我國已建成的有一定規(guī)模的純氫管道達3條，不到100公里，幾乎都是以煉油化工用氫為目的。針對天然氣摻氫長距離混輸實踐，僅有幾家摻氫平臺試驗。”李國輝說。
“到2050年，如果我們的氫能儲運規(guī)模達到7000萬噸，其中大概一半以上是需要管道來輸送的，也就是3500萬噸，相當于我們現(xiàn)在的天然氣管道的規(guī)模，可能需要的管道里程在15萬公里到20萬公里之間。”李國輝預測。
“亟待加快氫氣儲運裝備開發(fā)能力建設。”中國特種設備檢測研究院研究員李翔說，我國核心氫氣儲運裝備能力建設欠缺，氫氣儲運裝備材料、設計制造、安全狀態(tài)監(jiān)測與評價等方面均存在不少挑戰(zhàn)。
在公眾關注的燃料電池汽車技術方面，陳文淼說，目前燃料電池和氫能的使用成本仍然較高，相關動力裝置仍存在“買得貴、用得貴”的實際情況。
中國汽車工程學會常務副理事長兼秘書長張進華認為，與全球領先水平相比，我國燃料電池汽車技術整體上仍然存在著較大差距，特別是在關鍵的核心零部件及材料器件方面，如碳紙、催化劑、質子交換膜、碳纖維材料、加氫設備、相關管閥件等對外依存度較高。大規(guī)?？晒?jié)省能源制氫技術、高可靠性特別是70兆帕加氫技術等關鍵技術水平仍然有待提高。
需跨界協(xié)同破短板
據(jù)不完全統(tǒng)計，全球已有30多個國家發(fā)布了氫能相關戰(zhàn)略，歐、美、日、韓等主要經濟體都把綠氫作為長期發(fā)展的戰(zhàn)略，并制定相應政策。
2022年，我國發(fā)布了《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035)》。根據(jù)規(guī)劃，到2025年，我國將初步建立以工業(yè)副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系。到2030年，形成較為完備的氫能產業(yè)技術創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應體系。到2035年，形成氫能產業(yè)體系，構建涵蓋交通、儲能、工業(yè)等領域的多元氫能應用生態(tài)。
“我國氫能產業(yè)發(fā)展迎來窗口期，這也是世界氫能產業(yè)的窗口期。”專家認為，在碳中和的愿景之下，綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展已經成為全球發(fā)展的一個共識，綠氫已成為氫能產業(yè)發(fā)展的重點。
李國輝說，氫能產業(yè)布局已經遍布全國，30個省份將氫能寫入了“十四五”發(fā)展規(guī)劃。但市場層面、技術層面也存在一些需要改進與完善的地方。
“要加強薄弱環(huán)節(jié)技術攻關，提升產業(yè)整體技術水平。”張進華說，培育氫能和燃料電池產業(yè)是一項具有重大意義的復雜系統(tǒng)工程，其技術創(chuàng)新難度高、能源供應體系重塑挑戰(zhàn)大，任務十分艱巨，需要多方的高度協(xié)同、共同推進。
“未來需要發(fā)展更加先進的制氫技術。”國際氫能協(xié)會主席謝菲爾德說，目前綠氫還面臨一系列挑戰(zhàn)，如綠氫的制備技術門檻比較高，成本也比較高，未來對于綠氫制備的流程和設備還需要進一步優(yōu)化，同時其投資回報也需要進行優(yōu)化。
“跨界融合，突破關鍵技術的制約。”陳文淼說，國家燃料電池技術創(chuàng)新中心有共建單位16家，包括產、學、研、用等相關多家單位，通過深度協(xié)作和融合，充分發(fā)揮產業(yè)鏈上下游的資源優(yōu)勢，共同推動燃料電池產業(yè)的快速發(fā)展。
“協(xié)同創(chuàng)新，共促發(fā)展。”徐念沙說，發(fā)展氫能是實現(xiàn)“雙碳”目標的必然選擇，未來應加強各國之間在氫能領域的深度合作，進一步破解氫能產業(yè)技術和裝備的短板弱項，以科技創(chuàng)新引領產業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。(記者 劉宏宇)
編輯：郭成
