中國儲能網(wǎng)訊：作為二次能源的重要載體，是電力還是氫能的選擇似乎很早就有定論。但隨著能源互聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車、區(qū)塊鏈等能源組織新概念的熱潮涌現(xiàn)，特別是前段時間國家能源局原局長張國寶的一番關(guān)于“技術(shù)路線”的觀點，又讓人重新思考這一影響深遠(yuǎn)的議題。究竟是電力贏者通吃、持續(xù)看漲，還是氫能單點突破、遠(yuǎn)期爆發(fā)，仍然存在變數(shù)。
一個世紀(jì)的差距
電力發(fā)明和應(yīng)用始于19世紀(jì)70年代，由此掀起了第二次工業(yè)化高潮，20世紀(jì)以來出現(xiàn)的大規(guī)模電力系統(tǒng)是人類現(xiàn)代化進(jìn)程中最重要的成就之一。
目前電力在工業(yè)部門能源消費占比約為40%、建筑部門約為50%、交通部門約為5%，是主力能源之一，電能比（一次能源中用于發(fā)電的比例）平均接近40%，全球發(fā)電量已經(jīng)超過23萬億千瓦時，輸電線路總長度超過百萬公里，是當(dāng)之無愧的主要能源載體。
考慮到能源基礎(chǔ)設(shè)施的鎖定效應(yīng)和生命周期，要從根本上撼動電力的主載地位，從當(dāng)前相當(dāng)一段時期看，幾乎是不可能的。
對氫能源的關(guān)注要追溯到20世紀(jì)70年代的石油能源危機(jī)時期，氫能主要來源是水，是地球上最為豐富的資源，既可用于道路、航空、航海、航天等移動源動力，又可用于分布式場合，固、液、氣態(tài)都可儲存，曾被認(rèn)為是短期內(nèi)最好的交通替代能源，也是長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略能源。
美國在2003年曾發(fā)起氫能源計劃，澳大利亞、巴西、加拿大、中國、歐盟、意大利、英國、冰島、挪威、德國、法國、俄羅斯、日本、韓國、印度等都參與過氫經(jīng)濟(jì)的國際合作，但隨后即偃旗息鼓。
目前全球處于運行之中加氫站總數(shù)不過百座，氫能產(chǎn)量約為1億立方米/天，輸送管道僅約3千公里的。氫能的發(fā)展目前僅僅只能看做是儲備技術(shù)路線，唯一存在突破的可能是在電力消費占比還比較低的交通部門。
成本是短期制約因素
隨著近年來全球應(yīng)對氣候變化、節(jié)能減排、發(fā)展轉(zhuǎn)型等變化，非化石能源消費占比持續(xù)提升，而這些能源的利用方式大體上都是發(fā)電，從而也推動全經(jīng)濟(jì)范圍整體電氣化水平的提升。
如果說前十年還看不出交通部門的能源結(jié)構(gòu)演化趨勢，目前看電氣化、智能化、信息化的端倪初露，在鐵路運輸中電力牽引已經(jīng)替代內(nèi)燃牽引成為主導(dǎo)方式，中國、俄羅斯、德國、日本、法國等電氣化鐵路里程占比已經(jīng)超過50%。
其次在新能源汽車銷售方面，純電動車型銷量比例超過七成、混合動力車型約占三成，在補(bǔ)貼和政策傾斜的作用下，電動汽車一枝獨秀，正在逐漸蠶食傳統(tǒng)汽柴油內(nèi)燃車的增量市場。
但是近年來日本頻頻發(fā)布?xì)淠芷嚨某晒?，三分鐘可加滿高壓儲氫罐并可實現(xiàn)700公里以上的續(xù)航里程，同時還能進(jìn)入量產(chǎn)，還是相當(dāng)誘人的。
但目前制氫的工藝路線主要包括天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化、石油蒸汽轉(zhuǎn)化、甲醇裂解、液氨裂解、水電解、煤炭氣化等，氫能的市場價格約為3-6美元/千克，百公里成本約為5-10美元，約為電動汽車的3-10倍左右。
氫氣管道的造價約65萬-225萬美元/公里(直徑長度1-4米)，天然氣管道的造價約30萬-130萬美元/公里，電網(wǎng)的造價按輸電電壓、回路不同約為20-450萬美元/公里，800-1100的特高壓平均輸電成本僅為2-4分/千公里。
即使考慮充電站、加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，從成本上看，電力在交通部門仍然優(yōu)于氫能。氫能要實現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)張，從技術(shù)到系統(tǒng)仍需要大的突破。
真理掌握在誰手里
氫能的技術(shù)路線之爭最引起國人關(guān)注的主要在于鄰國日本，日政府正聯(lián)手其國內(nèi)幾家最大的制造企業(yè)，竭力打造所謂的“氫能社會”，奪人眼球的“2020年氫能奧運”、即將上市的“未來氫能汽車”以及“氫能住宅”，對氫能的補(bǔ)貼也大大高于電動汽車。
但氫能來源仍然是問題，“核能+海水”、“澳煤進(jìn)口”制氫的路線并不為人所看好。而技術(shù)的推廣還與應(yīng)用規(guī)模有關(guān)，日車企在全球有較高的市場占有率，對推動氫能汽車發(fā)展有基礎(chǔ)，但也面臨與電動汽車一樣的基礎(chǔ)設(shè)施和成本的挑戰(zhàn)，合理的建設(shè)成本、創(chuàng)新的商業(yè)模式還是前提條件。
氫燃料電池車的最大優(yōu)勢在于續(xù)航能力完全可與燃油車相媲美，但從目前的市場力量對比看，很難說不出現(xiàn)贏者通吃的局面，屆時付出慘重代價的可能就是少數(shù)派路線。
電力的最大優(yōu)勢還在于可以自由互聯(lián)，并自帶信息屬性，與數(shù)字同質(zhì)同源，這恐怕是氫能無可比擬的。但在分布式、儲能等領(lǐng)域，氫燃料電池還可以與電力攜手，共同形成一個新的能源網(wǎng)絡(luò)。
德國Brandenburg不久前建成了世界上第一座用氫能作為電力存儲中介的混合能源電站，這項技術(shù)能夠高效地將當(dāng)?shù)剡^剩的風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為氫能，并利用現(xiàn)有的天然氣設(shè)施進(jìn)行長期儲存，在需要時重新轉(zhuǎn)化為電能。
“化電為氫”的嘗試可能為紓解長期電力存儲和遠(yuǎn)距離輸送的瓶頸提供一種新的思路。只有突破能源存儲這一大難題，一個嶄新的可再生電力時代才有可能盡快到來。氫能源和可控核聚變技術(shù)一樣，都是人類的夢想。
主載之爭可能并不太重要，更為長久的判斷現(xiàn)在還為時過早，真正重要的還是彼此形成能源革命的合力，共同來驅(qū)動一個更好的世界。
作者為國家應(yīng)對氣候變化中心國際合作部主任。
