就在中國(guó)共產(chǎn)黨成立100周年、我國(guó)開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程的重要節(jié)點(diǎn)，兩院院士大會(huì)近日在京隆重召開(kāi)。大會(huì)指出，要加強(qiáng)原創(chuàng)性、引領(lǐng)性科技攻關(guān)，堅(jiān)決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)。
在當(dāng)前科技領(lǐng)域多項(xiàng)熱點(diǎn)中，氫能及其運(yùn)用無(wú)疑是一項(xiàng)相當(dāng)具有原創(chuàng)性和引領(lǐng)性的科技。“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要也提及氫能的利用，顯示出黨和國(guó)家對(duì)前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域的高度重視。
為什么我國(guó)要大力發(fā)展氫能？與各種傳統(tǒng)能源相比，氫能具有哪些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)？在黨的領(lǐng)導(dǎo)下和中國(guó)特色社會(huì)主義制度保駕護(hù)航的優(yōu)勢(shì)下，中國(guó)發(fā)展氫能有哪些機(jī)遇？
針對(duì)這一系列問(wèn)題，《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者（以下簡(jiǎn)稱NBD）日前對(duì)我國(guó)著名物理化學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士、廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授孫世剛進(jìn)行了專訪。
孫世剛 每經(jīng)記者 李可愚 攝
談制氫儲(chǔ)氫運(yùn)氫：多環(huán)節(jié)需加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)
NBD：在我國(guó)推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和的過(guò)程中，氫能將扮演什么樣的重要角色？
孫世剛：要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，我們國(guó)家未來(lái)的任務(wù)還非常重。為什么這么說(shuō)？因?yàn)槟壳霸谖覀兊哪茉唇Y(jié)構(gòu)中，還有60%到70%是用化石能源發(fā)電。
從原理上說(shuō)，化石能源通過(guò)熱機(jī)燃燒發(fā)電，這樣的發(fā)電方式轉(zhuǎn)換效率比較低。當(dāng)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程效率比較低的時(shí)候，一部分沒(méi)有轉(zhuǎn)化的物質(zhì)就會(huì)被排放出去產(chǎn)生污染。因此，我們一定要調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，也就是在發(fā)電的過(guò)程中，讓容易排放污染物的部分盡可能減少，要用不產(chǎn)生污染的過(guò)程替代它。
從這個(gè)角度來(lái)看，氫能的利用就是一個(gè)非常理想的過(guò)程。因?yàn)閺臍涞闹圃斓絻?chǔ)存、運(yùn)輸和使用都不產(chǎn)生污染，也不排放二氧化碳。
在推進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的過(guò)程中，我們還要開(kāi)發(fā)可再生能源，讓其在能源結(jié)構(gòu)中的比重不斷上升。比如說(shuō)太陽(yáng)能、風(fēng)能等能源，它們是取之不盡用之不竭的，但要應(yīng)用它們，也需要很多技術(shù)支撐。
比如說(shuō)，可再生能源發(fā)電受自然環(huán)境和氣候的影響較大，需要配套儲(chǔ)能設(shè)施，把能量平穩(wěn)地用起來(lái)。在這一個(gè)過(guò)程中，最好的方式就是通過(guò)氫能，這是一個(gè)干凈的、安全的過(guò)程。氫從電解水產(chǎn)生到使用發(fā)電，是不產(chǎn)生污染的。
此外，我們開(kāi)發(fā)能源過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的一些“棄能”的問(wèn)題，也可以通過(guò)開(kāi)發(fā)氫能解決。
比如說(shuō)我們西部的水電資源如果用不完，就可以把它變成氫能，通過(guò)電解水的方式生成氫氣加以解決。當(dāng)然，這需要配套的儲(chǔ)存和運(yùn)輸措施跟上。
值得一提的是，我們要大規(guī)模使用氫能，還需要進(jìn)行大量的研發(fā)投入，以解決各種技術(shù)問(wèn)題和系統(tǒng)問(wèn)題，在制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫和用氫等環(huán)節(jié)還有許多需要攻關(guān)的難題。
例如，日本的儲(chǔ)氫罐可以做到700個(gè)大氣壓的壓力，我們國(guó)家目前生產(chǎn)的儲(chǔ)氫罐標(biāo)準(zhǔn)是350個(gè)大氣壓。這也意味著我們?cè)谶@方面還需要繼續(xù)努力，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)。
碳達(dá)峰碳中和背景下，中國(guó)發(fā)展氫能迎來(lái)重大機(jī)遇。圖為唐山海港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)日前投放首批氫能重卡 新華社圖
談中國(guó)氫能發(fā)展：抓住機(jī)遇力爭(zhēng)搶占先機(jī)
NBD：除上面提到的以外，氫能還有哪些比較好的運(yùn)用領(lǐng)域？在當(dāng)前方興未艾的電動(dòng)車領(lǐng)域，氫能又有怎樣的用武之地？
孫世剛：氫的大規(guī)模運(yùn)用是一個(gè)重要的發(fā)展方向。從現(xiàn)狀看，它也逐漸在社會(huì)生活中大量運(yùn)用，占比也越來(lái)越高。氫的用處有很多，比如說(shuō)，氫可以作為化工原料，參與許多化工的合成過(guò)程。
在汽車領(lǐng)域，氫的運(yùn)用也非常多，比如說(shuō)在電動(dòng)汽車方面，我們現(xiàn)在有鋰電池汽車，鋰電池本身的能量密度較低，用這種電池的汽車巡航里程就會(huì)比較短，可能充一次電就只能跑三四百公里。
但如果在同樣的條件下，我們的電動(dòng)車裝上一個(gè)用氫氣作為動(dòng)力的燃料電池驅(qū)動(dòng)，就可以充一次氫氣跑上千公里，而且它的安全性也會(huì)更好。
為什么說(shuō)這樣的電池更加安全？因?yàn)殡姵氐脑砭褪前阉械哪芰课镔|(zhì)放在其中，充完電后，電池里面都是高能態(tài)物質(zhì)，相當(dāng)于一個(gè)密閉空間中充滿高能量的東西，如果一不小心發(fā)熱，就容易發(fā)生事故。
我們剛剛也講到，氫能是安全的，在中學(xué)的化學(xué)課上就做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)杯子里通入氫氣和氧氣，點(diǎn)燃會(huì)產(chǎn)生水；但如果不點(diǎn)火，氫氣和氧氣之間不會(huì)發(fā)生反應(yīng)。
從燃料電池的設(shè)計(jì)看，燃料電池的燃料（也就是氫）在外面，并不在電池內(nèi)部，只有發(fā)生反應(yīng)的時(shí)候，燃料才進(jìn)入電池內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)。這是一個(gè)安全的體系，所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，燃料電池是安全的。
NBD：黨和國(guó)家高度關(guān)注和支持前沿新能源領(lǐng)域發(fā)展，“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要也提出，要在氫能與儲(chǔ)能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域組織實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃，謀劃布局一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)。您認(rèn)為這一頂層設(shè)計(jì)和部署將為中國(guó)發(fā)展氫能帶來(lái)怎樣的機(jī)遇？
孫世剛：對(duì)于中國(guó)氫能發(fā)展來(lái)說(shuō)，我認(rèn)為這是一個(gè)大機(jī)遇。
除了這一頂層設(shè)計(jì)之外，我們還提出了碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，這對(duì)氫能發(fā)展來(lái)說(shuō)都是重大的機(jī)遇。
我們剛剛講到，氫從本質(zhì)上是清潔的，氫能是最清潔的能源，這些年我國(guó)在發(fā)展氫能方面積累了一定的基礎(chǔ)，在很多領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模使用氫氣。我國(guó)的氫氣產(chǎn)能也很高，目前年產(chǎn)量達(dá)到2000多萬(wàn)噸的水平，預(yù)計(jì)2050年將達(dá)到6000萬(wàn)噸。同時(shí)，我們?cè)诳稍偕茉捶矫嬉灿蟹浅６嗟耐度搿?
當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中，我們也要抓緊研究推進(jìn)一些關(guān)鍵技術(shù)，比如說(shuō)在儲(chǔ)氫和運(yùn)氫方面，現(xiàn)有技術(shù)是把它壓縮進(jìn)壓縮罐，但從運(yùn)輸層面來(lái)說(shuō)，這樣的技術(shù)也有一定風(fēng)險(xiǎn)。比如說(shuō)運(yùn)載儲(chǔ)氫壓縮罐的槽車可能不被允許通過(guò)隧道，因?yàn)橐坏┯幸稽c(diǎn)泄漏就會(huì)造成危險(xiǎn)。目前，儲(chǔ)氫領(lǐng)域一些新的技術(shù)正在發(fā)展，相關(guān)研究也正在向前推進(jìn)。
在碳達(dá)峰碳中和背景下，中國(guó)發(fā)展氫能迎來(lái)重大機(jī)遇，我們必須緊緊抓住這個(gè)機(jī)遇，進(jìn)一步加大氫能各個(gè)環(huán)節(jié)的研發(fā)力度，力爭(zhēng)在全球氫能有效利用和推廣上搶占先機(jī)。
