中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在北京冬奧會(huì)上，氫能首次成為冬奧會(huì)火炬燃料。不僅如此，國(guó)內(nèi)首臺(tái)氫動(dòng)力發(fā)電車在北京冬奧會(huì)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(yùn)輸工具，其規(guī)模為歷屆冬奧會(huì)之最。
盡管氫能在北京冬奧會(huì)上表現(xiàn)搶眼，但業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，氫能距離商業(yè)化運(yùn)行尚存距離?，F(xiàn)階段，全球氫能產(chǎn)業(yè)主要受政策推動(dòng)，雖然產(chǎn)業(yè)鏈已打通，但還不具備經(jīng)濟(jì)性，需要依靠各國(guó)政府大規(guī)模補(bǔ)貼才能發(fā)展。要想真正讓氫能在能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中發(fā)揮重要作用，助力雙碳目標(biāo)達(dá)成，氫能需要在制取、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用領(lǐng)域等多方發(fā)力。
制造技術(shù)待突破
隨著應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)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(lái)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(rèn)為，氫能的制取上要做到綠色低碳和低成本還有很長(zhǎng)的路要走。
世界能源理事會(huì)的報(bào)告將氫氣按照生產(chǎn)來(lái)源分為“灰色”“藍(lán)色”和“綠色”三類?；覛浜退{(lán)氫主要指通過(guò)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(jìn)行電解制氫，過(guò)程中二氧化碳零排放。
清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院副研究員歐訓(xùn)民認(rèn)為，當(dāng)前全球氫氣年產(chǎn)量約為7000萬(wàn)噸，其中通過(guò)化石能源制取、在生產(chǎn)過(guò)程中排放二氧化碳的氫氣（灰氫）占比約95%，而制取過(guò)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(yuǎn)沒(méi)有做到綠色低碳，我國(guó)也不例外。據(jù)中國(guó)煤炭加工利用協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)氫氣產(chǎn)量達(dá)2050萬(wàn)噸，氫源結(jié)構(gòu)目前仍以煤為主，來(lái)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(duì)我國(guó)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(yán)重依賴進(jìn)口的局面還沒(méi)有得到根本改觀。
可喜的是，目前我國(guó)已著手開展多個(gè)風(fēng)電制氫項(xiàng)目和光伏制氫項(xiàng)目，其中國(guó)家電網(wǎng)有限公司、國(guó)家電力投資集團(tuán)、中國(guó)節(jié)能環(huán)保投資集團(tuán)、上海電氣集團(tuán)等大型央企都參與了綠氫項(xiàng)目。
存儲(chǔ)運(yùn)輸待改善
2021年8月12日，全國(guó)首個(gè)有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫及氫儲(chǔ)能研究綜合性實(shí)驗(yàn)室在陜西西安啟動(dòng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)就是在氫的存儲(chǔ)運(yùn)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(chǔ)運(yùn)輸也是制約氫能發(fā)展的障礙之一。2021年10月，我國(guó)發(fā)布《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》（以下簡(jiǎn)稱“意見”）提出，統(tǒng)籌推進(jìn)氫能“制儲(chǔ)輸用”全鏈條發(fā)展，推動(dòng)加氫站建設(shè)，加強(qiáng)氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)?；瘧?yīng)用。意見除了關(guān)注“制”“用”環(huán)節(jié)外，也特別提到了儲(chǔ)輸環(huán)節(jié)。
浙江能源集團(tuán)氫能發(fā)展戰(zhàn)略部主任王惠挺認(rèn)為，除了在綠氫的制取上存在短板外，我國(guó)在氫能儲(chǔ)運(yùn)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(wèn)題，核心技術(shù)和核心部件嚴(yán)重依賴進(jìn)口導(dǎo)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(fèi)密集區(qū)域重疊程度不高、氫的運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，存儲(chǔ)運(yùn)輸相比歐美等國(guó)成本更高。
歐訓(xùn)民認(rèn)為，由于氫氣存在易揮發(fā)、易燃的特點(diǎn)，目前在運(yùn)輸方面還存在“氫脆”現(xiàn)象，存在對(duì)輸配管道和容器產(chǎn)生破壞的潛在風(fēng)險(xiǎn)。這對(duì)氫能設(shè)備的安全性提出了更高的要求。如何實(shí)現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟(jì)的氫氣儲(chǔ)存，還有很大的努力空間。
應(yīng)用領(lǐng)域待拓寬
綠氫的制取、存儲(chǔ)、運(yùn)輸技術(shù)獲得突破，只是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的一個(gè)方面。真正使氫能在能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中扮演重要角色，助力雙碳目標(biāo)達(dá)成，氫能的利用領(lǐng)域亟待拓寬。
世界能源理事會(huì)報(bào)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(yīng)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(rèn)為，作為一種二次能源，氫能理應(yīng)在我國(guó)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(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)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(yīng)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?yàn)闅淠墚a(chǎn)能和技術(shù)限制，一方面氫能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用總量還少得可憐，另一方面在很多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還是空白。
目前，我國(guó)雖然在氫燃料電池汽車領(lǐng)域的布局初見成效，但嚴(yán)重依靠補(bǔ)貼的局面沒(méi)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(méi)有正常投運(yùn)。業(yè)內(nèi)專家估計(jì)，要到2025年前后，氫燃料汽車的使用經(jīng)濟(jì)性才能與純電動(dòng)汽車相當(dāng)。
在氫能冶金領(lǐng)域，近日工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、生態(tài)環(huán)境部三部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，鼓勵(lì)鋼鐵行業(yè)進(jìn)行氫能冶金，但目前還鮮見應(yīng)用的例子，氫能在很多領(lǐng)域的應(yīng)用也是如此。
展望未來(lái)，在雙碳背景下，我國(guó)氫能的未來(lái)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(chǔ)輸、應(yīng)用范圍等多方發(fā)力。在綠氫制取方面，需要加強(qiáng)電解水制氫等氫能制取技術(shù)的研發(fā)布局，力爭(zhēng)在不同類型的多條技術(shù)路線上都有所突破；在氫能的儲(chǔ)輸環(huán)節(jié)，需要科學(xué)規(guī)劃氫能輸配、加注等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的時(shí)間和空間分布，有效匹配氫能制取和應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)域邁出堅(jiān)實(shí)步伐。（蘇偉）
