中國儲能網(wǎng)訊：在北京冬奧會上，氫能首次成為冬奧會火炬燃料。不僅如此，國內(nèi)首臺氫動力發(fā)電車在北京冬奧會上正式投用，還最大限度利用氫燃料電池汽車等清潔能源車輛作為運輸工具，其規(guī)模為歷屆冬奧會之最。
盡管氫能在北京冬奧會上表現(xiàn)搶眼，但業(yè)內(nèi)專家認為，氫能距離商業(yè)化運行尚存距離。現(xiàn)階段，全球氫能產(chǎn)業(yè)主要受政策推動，雖然產(chǎn)業(yè)鏈已打通，但還不具備經(jīng)濟性，需要依靠各國政府大規(guī)模補貼才能發(fā)展。要想真正讓氫能在能源轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮重要作用，助力雙碳目標達成，氫能需要在制取、儲運、應用領(lǐng)域等多方發(fā)力。
制造技術(shù)待突破
隨著應對氣候變化、實現(xiàn)碳中和的呼聲日益高漲，氫能在能源轉(zhuǎn)型方面被寄予厚望。作為一種清潔、高效、可持續(xù)的二次能源，氫能是構(gòu)建未來以可再生能源為主的多元能源結(jié)構(gòu)的重要載體。專家認為，氫能的制取上要做到綠色低碳和低成本還有很長的路要走。
世界能源理事會的報告將氫氣按照生產(chǎn)來源分為“灰色”“藍色”和“綠色”三類?；覛浜退{氫主要指通過蒸汽甲烷重整（SMR）或煤氣化技術(shù)制取氫氣，二者的區(qū)別主要在于是否加裝了碳捕集裝置。綠氫指使用可再生能源進行電解制氫，過程中二氧化碳零排放。
清華大學核能與新能源技術(shù)研究院副研究員歐訓民認為，當前全球氫氣年產(chǎn)量約為7000萬噸，其中通過化石能源制取、在生產(chǎn)過程中排放二氧化碳的氫氣（灰氫）占比約95%，而制取過程中不排放二氧化碳的綠氫所占比例則較低，目前氫能的制取遠沒有做到綠色低碳，我國也不例外。據(jù)中國煤炭加工利用協(xié)會統(tǒng)計，2020年我國氫氣產(chǎn)量達2050萬噸，氫源結(jié)構(gòu)目前仍以煤為主，來自煤制氫的氫氣占比約62%、天然氣制氫占19%，電解水制氫僅占1%，工業(yè)副產(chǎn)占18%。
為何綠氫產(chǎn)能極低？專家也給出了答案，綠氫制取的主要裝備——電解槽的生產(chǎn)技術(shù)要求高、制造成本高。對我國而言，更是存在不少短板和“卡脖子”現(xiàn)象，部分關(guān)鍵材料及核心零部件嚴重依賴進口的局面還沒有得到根本改觀。
可喜的是，目前我國已著手開展多個風電制氫項目和光伏制氫項目，其中國家電網(wǎng)有限公司、國家電力投資集團、中國節(jié)能環(huán)保投資集團、上海電氣集團等大型央企都參與了綠氫項目。
存儲運輸待改善
2021年8月12日，全國首個有機液態(tài)儲氫及氫儲能研究綜合性實驗室在陜西西安啟動。這個實驗室的目標就是在氫的存儲運輸環(huán)節(jié)獲得重大突破，為氫能在全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展掃清道路。
目前，氫的存儲運輸也是制約氫能發(fā)展的障礙之一。2021年10月，我國發(fā)布《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》（以下簡稱“意見”）提出，統(tǒng)籌推進氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展，推動加氫站建設(shè)，加強氫能生產(chǎn)、儲存、應用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)?；瘧?。意見除了關(guān)注“制”“用”環(huán)節(jié)外，也特別提到了儲輸環(huán)節(jié)。
浙江能源集團氫能發(fā)展戰(zhàn)略部主任王惠挺認為，除了在綠氫的制取上存在短板外，我國在氫能儲運管理、加氫站核心裝備等環(huán)節(jié)同樣面臨缺少核心技術(shù)的問題，核心技術(shù)和核心部件嚴重依賴進口導致裝備成本高企。制氫產(chǎn)能（包括工業(yè)制氫和可再生能源制氫）和能源消費密集區(qū)域重疊程度不高、氫的運輸距離較遠，存儲運輸相比歐美等國成本更高。
歐訓民認為，由于氫氣存在易揮發(fā)、易燃的特點，目前在運輸方面還存在“氫脆”現(xiàn)象，存在對輸配管道和容器產(chǎn)生破壞的潛在風險。這對氫能設(shè)備的安全性提出了更高的要求。如何實現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟的氫氣儲存，還有很大的努力空間。
應用領(lǐng)域待拓寬
綠氫的制取、存儲、運輸技術(shù)獲得突破，只是實現(xiàn)低碳發(fā)展的一個方面。真正使氫能在能源轉(zhuǎn)型的過程中扮演重要角色，助力雙碳目標達成，氫能的利用領(lǐng)域亟待拓寬。
世界能源理事會報告指出，氫能除了可以用在燃料電池汽車、軌道交通和船舶交通等領(lǐng)域，還可應用于分布式發(fā)電，可為家庭住宅、商業(yè)建筑供電供暖；氫能還可以直接為石化、鋼鐵、冶金等行業(yè)提供高效原料、還原劑和高品質(zhì)熱源。
王惠挺認為，作為一種二次能源，氫能理應在我國能源（電力和熱力）、工業(yè)（鋼鐵、水泥、化工等）、交通等碳排放主要領(lǐng)域的深度脫碳中發(fā)揮關(guān)鍵作用，成為我國實現(xiàn)碳達峰碳中和愿景的最后一塊拼圖。但遺憾的是，盡管目前的氫能基本用于工業(yè)領(lǐng)域（2020年最大應用領(lǐng)域是作為生產(chǎn)合成氨中間原料，為37%，其次是甲醇用氫，占比19%，煉油用氫占10%），但因為氫能產(chǎn)能和技術(shù)限制，一方面氫能在工業(yè)領(lǐng)域的應用總量還少得可憐，另一方面在很多工業(yè)領(lǐng)域的應用還是空白。
目前，我國雖然在氫燃料電池汽車領(lǐng)域的布局初見成效，但嚴重依靠補貼的局面沒有改變，2020年，氫燃料汽車比上年度下降了50%以上，有些示范城市推廣的汽車沒有正常投運。業(yè)內(nèi)專家估計，要到2025年前后，氫燃料汽車的使用經(jīng)濟性才能與純電動汽車相當。
在氫能冶金領(lǐng)域，近日工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、生態(tài)環(huán)境部三部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》，鼓勵鋼鐵行業(yè)進行氫能冶金，但目前還鮮見應用的例子，氫能在很多領(lǐng)域的應用也是如此。
展望未來，在雙碳背景下，我國氫能的未來發(fā)展具有良好前景。為了真正使氫能在低碳發(fā)展中發(fā)揮重要作用，目前需要從氫的制取、儲輸、應用范圍等多方發(fā)力。在綠氫制取方面，需要加強電解水制氫等氫能制取技術(shù)的研發(fā)布局，力爭在不同類型的多條技術(shù)路線上都有所突破；在氫能的儲輸環(huán)節(jié)，需要科學規(guī)劃氫能輸配、加注等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的時間和空間分布，有效匹配氫能制取和應用；在氫能的利用上，除了努力降低氫燃料電池汽車成本外，需要在氫能煉鋼等諸多應用領(lǐng)域邁出堅實步伐。（蘇偉）
