氫能作為推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型的一種可行技術(shù)路線，逐漸成為世界能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，我國(guó)也在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃的主要任務(wù)中，提出要制定國(guó)家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。

全球氫能產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展前期，未來(lái)全球氫能產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)快速發(fā)展的重大機(jī)遇。

• 氫能概述

氫氣的屬性有兩個(gè)。一個(gè)是化學(xué)屬性，氫氣作為化工原料得到廣泛應(yīng)用，如用于煉油、煤炭深加工、合成甲醇、合成氨等。二是能源屬性，氫氣具有熱值高（單位質(zhì)量的熱值約為煤炭的4倍、汽油的3.1倍、天然氣的2.6倍）、終端利用無(wú)污染、便于大規(guī)模存儲(chǔ)、可與多種能源便捷轉(zhuǎn)換等優(yōu)點(diǎn)、被國(guó)際能源署譽(yù)為“未來(lái)能源構(gòu)架的核心"、可應(yīng)用于動(dòng)力、電力、家庭用能等多個(gè)領(lǐng)域。隨著化石能源資源緊缺、氣候變暖等問(wèn)題加劇，以及氫能產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的日漸成熟，氫能利用將越來(lái)越廣泛。

• 氫能發(fā)展現(xiàn)狀

• (一)制氫

制氫環(huán)節(jié)主要包括電解水制氫、煤制氫、天然氣制氫、生物質(zhì)制氫、光解制氫、熱化學(xué)制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫等方式。

(二)儲(chǔ)氫

根據(jù)狀態(tài)，儲(chǔ)氫可分為高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫。

• 運(yùn)氫

運(yùn)氫主要方式包括氣氫拖車(chē)、液氫槽車(chē)、管道運(yùn)輸。

• 用氫

目前我國(guó)生產(chǎn)氫氣95%作為化工業(yè)的原材料應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，其余5%用于以氫燃料電池為核心的能源網(wǎng)絡(luò)。其中，氫能主要有動(dòng)力、電力、家庭三個(gè)應(yīng)用方向。

1.動(dòng)力領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

動(dòng)力方面，氫氣可用于汽車(chē)、飛機(jī)、輪船、火箭等領(lǐng)域，其中目前最主要、前景廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景是氫燃料電池車(chē)。氫能汽車(chē)包括氫燃料內(nèi)燃機(jī)車(chē)、氫燃料電池車(chē)兩種。

2.電力領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，氫儲(chǔ)能主要優(yōu)勢(shì)是環(huán)保性能好，但其投資成本遠(yuǎn)超抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能，且響應(yīng)速度慢、效率低，如果制氫電價(jià)為0.1元/kWh，則氫儲(chǔ)能能源成本將下降到0.5元/kWh左右，低于電化學(xué)儲(chǔ)能能源成本。

3.家庭領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

主要用途是家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)。該方面外國(guó)企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)水平尚不具備商業(yè)化條件。

4.國(guó)內(nèi)氫燃料電池現(xiàn)狀

氫能應(yīng)用的核心技術(shù)和產(chǎn)品是氫燃料電池。國(guó)內(nèi)氫燃料電池與水平還存在一定差距，主要表現(xiàn)為使用壽命較短，車(chē)用氫燃料電池壽命一般為2000~3000小時(shí)，水平可達(dá)到5000小時(shí)，另外氫燃料電池關(guān)鍵零部件質(zhì)子交換膜目前僅有美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家具備商業(yè)化供應(yīng)能力，催化劑等核心材料也主要依賴(lài)進(jìn)口。

• 初步認(rèn)識(shí)

一是氫氣能量密度高，環(huán)保性能好，是能源低碳轉(zhuǎn)型的重要方向。

二是國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)取得了一些突破，但仍有大量關(guān)鍵技術(shù)、零部件依賴(lài)國(guó)外。

三是全球范圍內(nèi)正掀起氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮，將極大推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

四是國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)石化能源企業(yè)紛紛布局氫能業(yè)務(wù)。

五是氫能尚不具備應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的條件。

• 氫能發(fā)展?jié)摿?/span>

21世紀(jì)初以來(lái)，受全球氣候變化和環(huán)境問(wèn)題影響，節(jié)能減排和能源清潔化步伐加快，氫能在能源轉(zhuǎn)型中的潛力再次獲得人們關(guān)注。氫能是理想的清潔二次能源，用可再生能源制氫，用儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫，用氫燃料電池發(fā)電，將構(gòu)成可持續(xù)利用的氫能系統(tǒng)，成為可再生能源之外實(shí)現(xiàn)“深度脫碳"的重要路徑。

近年來(lái)，氫能作為潛在新興能源，逐步進(jìn)入中央和地方政府中長(zhǎng)期規(guī)劃視野。在《中國(guó)制造2025》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》《“一三五"國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等多個(gè)國(guó)家規(guī)劃中，明確提出將“氫能與燃料電池"作為戰(zhàn)略重點(diǎn)。

盡管我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)具備一定基礎(chǔ)，但是要破解我國(guó)能源發(fā)展難題，發(fā)揮氫能在我國(guó)能源轉(zhuǎn)型中的巨大潛力，還有不少現(xiàn)實(shí)問(wèn)題和挑戰(zhàn)亟待解決。

第一是公眾認(rèn)知問(wèn)題。氫氣的化學(xué)性質(zhì)活潑，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)一直將氫氣作為危化品進(jìn)行管理，應(yīng)用領(lǐng)域局限在化學(xué)品，未將氫能作為能源管理，公眾認(rèn)知水平較低。

第二是頂層設(shè)計(jì)問(wèn)題。不論是從氫能的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)，還是技術(shù)要求等環(huán)節(jié)，目前國(guó)家對(duì)于氫能的支持僅出現(xiàn)于新能源發(fā)展等政策中，還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的氫能政策，尚未制定專(zhuān)門(mén)的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，也沒(méi)有出臺(tái)能夠提振市場(chǎng)預(yù)期的發(fā)展路線圖，上下游產(chǎn)業(yè)不協(xié)調(diào)問(wèn)題較為突出，氫能產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展將受到嚴(yán)重制約。

第三是技術(shù)裝備問(wèn)題。燃料電池等氫能裝備關(guān)鍵零部件較多、系統(tǒng)較復(fù)雜，用材特殊、制作工藝繁瑣，但我國(guó)相關(guān)核心技術(shù)和設(shè)備自主化程度不足，核心零部件和關(guān)鍵材料尚依賴(lài)進(jìn)口。氫由化學(xué)品轉(zhuǎn)為能源，在生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、終端設(shè)施以及應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等全產(chǎn)業(yè)鏈上都需要有創(chuàng)新型技術(shù)作為長(zhǎng)期支撐。

第四是基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題。氫能基礎(chǔ)設(shè)施尤其是加氫站的建設(shè)布局，在很大程度上限制了氫能經(jīng)濟(jì)的規(guī)模化，制約了氫能汽車(chē)的市場(chǎng)發(fā)展。截至目前，我國(guó)加氫站僅有寥寥數(shù)十座，分布到有關(guān)省市更是很少，加氫站建設(shè)主體眾多，缺乏國(guó)家統(tǒng)籌和政策配套措施。加氫站及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的布局能否快速啟動(dòng)，其實(shí)又取決于氫成本的下降速度以及加氫站運(yùn)營(yíng)過(guò)程中政府的補(bǔ)貼力度。

第五是發(fā)展成本問(wèn)題。氫氣需要二次制取，運(yùn)氫、儲(chǔ)氫、加氫各環(huán)節(jié)成本較高，引發(fā)人們對(duì)氫能經(jīng)濟(jì)性的質(zhì)疑。現(xiàn)階段氫能成本高，是技術(shù)原因，更是應(yīng)用規(guī)模有限所致，國(guó)際能源署、國(guó)際氫能委員會(huì)、彭博新能源財(cái)經(jīng)等機(jī)構(gòu)的研究均表明，產(chǎn)業(yè)規(guī)模化是降低氫能成本的關(guān)鍵。

我國(guó)是較大能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)均以化石能源為主，應(yīng)對(duì)氣候變化、保護(hù)生態(tài)環(huán)境面臨巨大壓力和挑戰(zhàn)，氫能巨大發(fā)展?jié)摿槠平馕覈?guó)能源發(fā)展難題提供了新的可能性。鑒于氫能技術(shù)要求高、產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜、投資需求大，需要政府、企業(yè)和行業(yè)組織等多方協(xié)同發(fā)力，搶占未來(lái)氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展先機(jī)。未來(lái)還需多方協(xié)同發(fā)力。