氢能社会 蓝图虽美好仍需上下求索

图片来源于网络

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到2050年，氢在我国终端能源体系占比至少要达到10%，成为我国能源战略的重要组成部分。

近日，中国氢能联盟举办“2018年中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛”，论坛上同步发布了《中国氢能源及燃料电池产业发展研究报告》(以下简称《报告》)核心观点，该核心观点做出以上估计。

氢能被视作21世纪最有发展潜力的清洁能源。不过仅仅有潜力是不够的，要进入寻常百姓家，整个产业都需要客观对待优势与短板，上下而求索。

安全可控，不必谈氢色变

“氢能的广泛应用将促进我国能源转型升级。”中国氢能联盟专家委员会主任余卓平在发布《报告》核心观点时说，目前我国能源体系存在不安全、不平衡、不可持续等突出问题。

从能源安全角度来看，2017年中国石油进口量突破4亿吨，对外依存度高达68.85%。

中国是煤炭大国，但清洁化水平有待提高，碳排放量大，散烧煤污染严重。目前国内可再生能源并网消纳困难，2017年可再生能源发电量占比仅增加0.7%，全年弃可再生能源电量达1007亿千瓦时。

电力是我国终端能源消费的主体，但其最大问题在于难以存储。可再生能源的不确定性则会影响电力系统的安全稳定运行。

而氢能作为二次能源，恰恰具备上述传统能源所不具备的众多优势。余卓平介绍，氢能属于零碳能源，其利用的最终产物只有水。而且氢能非常高效，热值是汽油的3倍，氢燃料电池的效率可达60%。氢能可以作为电、热、气等能源互联的媒介，是在可预见的未来实现跨能源网络协同优化的唯一途径。

中国工程院院士、国家能源集团科学技术委员会常务副主任顾大钊表示，氢能还可以将无法消纳的电能进行电解水制氢存储起来，弥补电能在存储方面的不足。

虽然氢能具有种种优点，但有人依然对其安全性有顾虑。《报告》核心观点则认为，氢能是安全可控的。虽然氢气燃烧点能量低，但密度小，易挥发易扩散，扩散系数是汽油的12倍，发生泄漏时迅速向上逃逸并扩散，使浓度稀释。

“很多人对氢能有些担忧，觉得氢能非常危险，其实通过专业人士和专业的手段、流程对氢能进行处理，可以实现非常安全的使用。”美国空气化工产品公司亚洲区总裁莫炜邦说。

发展元年，产业前景广阔

“可以将2018年定义为中国氢能源及燃料电池的产业发展元年。”中国氢能联盟理事长凌文表示。

凌文解释说，前期国内各家企业、大学、科研机构在氢能源及燃料电池产业方面开展了很多研发、探索、实践。而随着今年2月中国氢能联盟的成立，氢能源及燃料电池产业有组织、有计划、有方向的集群攻关开始逐步形成，与此同时，产业发展线路谋划、公众科普、向政府部门建言制定产业政策和标准规程的工作也稳步推进。

《报告》认为，中国在发展氢能产业方面重要优势之一就是拥有丰富的氢源基础。

余卓平介绍，当前国内煤气化制氢1000万吨，天然气制氢300万吨以上，石油制氢300万吨，工业副产气约800万吨，电解水制氢约100万吨。

“煤制氢不仅成本低，而且目前国内的制氢规模非常大。”顾大钊说，据估算，仅国家能源集团每年制氢能力就可以驱动4000万辆小轿车。

余卓平介绍，电解水制氢与煤制氢是未来中远期的主要制氢技术路线。利用我国丰富的煤资源与可再生资源制氢，具有经济可行性，完全可支撑我国中远期氢能发展的愿景。

“氢和燃料电池将是继煤和蒸汽机、石油和内燃机之后的第三代主要车用能源动力组合，产业发展前景广阔。”《报告》认为，目前全球氢能与燃料电池产业刚起步，随着氢燃料电池技术的不断突破，交通领域是产业发展重要突破口，发展机会巨大。

顾大钊介绍，目前国内各地运营的氢燃料电池车已突破百辆级别。在辽宁新宾有50辆燃料电池车陆续运营，河北张家口有70辆燃料电池车，上海有100辆燃料电池车陆续运营，广东佛山有35辆燃料电池车。

与美国和日本不同的是，中国燃料电池汽车优先发展的是长续航里程运营型汽车，如物流车和客车等。但在“2018年中国(海口)氢能源及燃料电池产业高峰论坛”上，四家国内企业签署《200吨级以上氢能重载矿用卡车研发合作框架协议》，这标志着继客运公交专线之后，中国氢能和燃料电池产业化发展在交通领域又迈出新步伐。

加大投入，机遇挑战并存

“相信通过有序发展，中国氢能及燃料电池产业将实现技术快速进步，大量创新成果爆发式涌现，氢能实现可持续开发，在小汽车、轨道交通、船舶、航天、物流系统、矿用车等领域广泛应用，最终形成‘氢能社会’。”凌文说。

以乘用车为例，凌文认为，到2020年将实现5000—10000辆燃料电池车运行，运营在建加氢站100座;到2030年，发展100万辆燃料电池车，在建加氢站1000座;到2050年，氢燃料电池车和发电均实现大规模应用，氢能成为能源消费中的重要选择。

顾大钊指出，作为衡量氢能产业发展水平的标准，更为核心的问题是，一定要将氢能和燃料电池产业相关的核心技术掌握在手里。

《报告》显示，国内氢能和燃料电池产业相关技术有些与国外水平接近，还有一些与国外差距明显，这些“卡脖子”技术分布在氢能产业的多个环节。

例如，在储氢环节，车载储氢罐和碳纤维是瓶颈;在加氢站环节，氢气压缩机和加氢机技术与国外差距较大;在燃料电池环节，双极板表面处理、膜电极喷涂设备等是弱项。

“基础设施发展滞后已成为国内氢能应用推广的主要障碍。”顾大钊介绍，中国已建成正式运营的加氢站约15座，其中约10座为固定式，且大部分加氢站的加氢能力约200公斤以下。其背后原因有核心设备技术指标落后、现阶段氢气需求量小、投资成本高等。

顾大钊认为，与国外氢燃料电池产业发达国家如美国、日本相比，我国需要加大对基础设施的投入力度。

在政策与法规层面，《报告》指出，氢目前未作为我国能源体系的组成部分，氢能只是新能源汽车产业规划的一部分内容，国家层面缺乏顶层设计与战略规划。

但专家们表示，中国氢能的发展无疑正在走向正轨，中国的“氢能社会”也将逐步变成现实。