氫(qing)能(neng)產(chan)業發(fa)展(zhan)現(xian)狀與前景(jing)展望(wang)

氫能(neng)作為推(tui)動全球(qiu)能源轉(zhuan)型(xing)的(de)壹種可(ke)行技(ji)術路(lu)線，逐漸成(cheng)為(wei)世(shi)界能源領(ling)域(yu)的(de)熱點話題，我(wo)國(guo)也(ye)在國(guo)民(min)經濟(ji)和社(she)會發展計(ji)劃(hua)的(de)主要任務中，提出要(yao)制定(ding)國(guo)家氫(qing)能產(chan)業發(fa)展(zhan)戰(zhan)略(lve)規(gui)劃(hua)。

全球(qiu)氫能(neng)產(chan)業處(chu)於(yu)快速發(fa)展前(qian)期(qi)，未來(lai)全球(qiu)氫能(neng)產(chan)業將(jiang)迎(ying)來(lai)快速發(fa)展的(de)重大機(ji)遇(yu)。

• 氫能(neng)概述

氫氣的(de)屬性有兩個。壹個是(shi)化學(xue)屬性，氫氣作(zuo)為(wei)化(hua)工(gong)原料得到廣泛(fan)應用(yong)，如用(yong)於煉油、煤(mei)炭(tan)深(shen)加工(gong)、合(he)成(cheng)甲(jia)醇(chun)、合成(cheng)氨等(deng)。二是(shi)能源屬性，氫氣具(ju)有熱(re)值(zhi)高（單位質(zhi)量的(de)熱值(zhi)約為(wei)煤(mei)炭(tan)的(de)4倍(bei)、汽油的(de)3.1倍(bei)、天然氣的(de)2.6倍(bei)）、終端(duan)利用(yong)無汙染、便(bian)於(yu)大規(gui)模(mo)存(cun)儲(chu)、可(ke)與多(duo)種能(neng)源便(bian)捷(jie)轉(zhuan)換(huan)等優點、被國(guo)際(ji)能(neng)源署(shu)譽(yu)為“未來(lai)能源構(gou)架的(de)核心"、可(ke)應用(yong)於動力、電力、家庭用(yong)能等多(duo)個(ge)領(ling)域(yu)。隨著化(hua)石能(neng)源資(zi)源緊(jin)缺、氣候(hou)變暖(nuan)等(deng)問題加(jia)劇(ju)，以及(ji)氫能(neng)產(chan)業各(ge)環節(jie)的(de)日漸成(cheng)熟(shu)，氫(qing)能(neng)利用(yong)將越來(lai)越廣泛(fan)。

• 氫能(neng)發展現(xian)狀

• (壹)制氫(qing)

制氫(qing)環節(jie)主(zhu)要(yao)包括(kuo)電(dian)解水(shui)制氫、煤制氫、天然氣制(zhi)氫(qing)、生(sheng)物(wu)質(zhi)制氫(qing)、光(guang)解制(zhi)氫(qing)、熱化(hua)學制(zhi)氫、工業(ye)副(fu)產(chan)氫等(deng)方(fang)式。

(二)儲(chu)氫

根據狀態，儲(chu)氫(qing)可(ke)分(fen)為高壓(ya)氣態(tai)儲(chu)氫(qing)、低(di)溫液(ye)態儲(chu)氫、有機(ji)液(ye)態儲(chu)氫、固(gu)態(tai)儲(chu)氫。

• 運(yun)氫(qing)

運(yun)氫(qing)主(zhu)要(yao)方(fang)式包括(kuo)氣氫(qing)拖(tuo)車(che)、液(ye)氫槽(cao)車(che)、管(guan)道運(yun)輸(shu)。

• 用(yong)氫

目前我(wo)國(guo)生產(chan)氫氣95%作(zuo)為(wei)化(hua)工(gong)業的(de)原材(cai)料應用(yong)於傳統(tong)工業(ye)領域(yu)，其(qi)余(yu)5%用(yong)於以氫燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)為(wei)核心的(de)能源網(wang)絡。其(qi)中，氫能主要有動力、電力、家庭三(san)個(ge)應用(yong)方(fang)向。

1.動力領域(yu)應用(yong)現狀

動力方(fang)面(mian)，氫(qing)氣可(ke)用(yong)於汽車(che)、飛(fei)機(ji)、輪(lun)船(chuan)、火(huo)箭等領(ling)域(yu)，其(qi)中目前最主要(yao)、前景(jing)廣(guang)闊(kuo)的(de)應用(yong)場景是(shi)氫燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車(che)。氫(qing)能(neng)汽(qi)車(che)包括(kuo)氫(qing)燃(ran)料(liao)內(nei)燃(ran)機(ji)車(che)、氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車(che)兩種。

2.電力領域(yu)應用(yong)現狀

與其(qi)他儲能技術相比(bi)，氫(qing)儲(chu)能(neng)主(zhu)要優勢是(shi)環保(bao)性能好，但其(qi)投資成(cheng)本遠(yuan)超抽(chou)水(shui)蓄能、電(dian)化(hua)學儲能(neng)、壓(ya)縮空(kong)氣儲(chu)能(neng)，且(qie)響(xiang)應速度(du)慢(man)、效(xiao)率低，如果(guo)制氫(qing)電價(jia)為0.1元/kWh，則氫(qing)儲能(neng)能(neng)源成(cheng)本將下降(jiang)到0.5元/kWh左(zuo)右，低(di)於電化學(xue)儲能能源成(cheng)本。

3.家庭領(ling)域(yu)應用(yong)現狀

主要(yao)用(yong)途(tu)是(shi)家用(yong)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)熱(re)電聯供系(xi)統。該方(fang)面(mian)外(wai)國(guo)企業(ye)技術優勢明顯(xian)，國(guo)內企(qi)業技術水(shui)平(ping)尚不(bu)具(ju)備商業(ye)化條件(jian)。

4.國(guo)內氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)現(xian)狀

氫能(neng)應用(yong)的(de)核心技術(shu)和(he)產(chan)品是(shi)氫燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)。國(guo)內氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)與水(shui)平(ping)還存(cun)在(zai)壹定差(cha)距，主要表現(xian)為(wei)使(shi)用(yong)壽命較(jiao)短，車(che)用(yong)氫燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)壽(shou)命壹般為2000~3000小時(shi)，水(shui)平(ping)可(ke)達(da)到5000小時(shi)，另(ling)外(wai)氫燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)關(guan)鍵(jian)零(ling)部件(jian)質(zhi)子交(jiao)換(huan)膜(mo)目前僅有美(mei)國(guo)、日本、德(de)國(guo)等發(fa)達(da)國(guo)家具(ju)備商業(ye)化供應能力，催(cui)化(hua)劑等(deng)核心材(cai)料也(ye)主要依(yi)賴進(jin)口。

• 初(chu)步(bu)認識(shi)

壹是(shi)氫氣能(neng)量(liang)密(mi)度(du)高，環保(bao)性能好，是(shi)能源低(di)碳(tan)轉(zhuan)型(xing)的(de)重要方(fang)向。

二是(shi)國(guo)內氫(qing)能產(chan)業取(qu)得(de)了壹些(xie)突破，但仍(reng)有大(da)量(liang)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)、零(ling)部件(jian)依(yi)賴國(guo)外(wai)。

三是(shi)全球(qiu)範(fan)圍內正掀起(qi)氫能(neng)產(chan)業發(fa)展(zhan)熱(re)潮，將(jiang)極大推(tui)動氫能產(chan)業發(fa)展(zhan)

四(si)是(shi)國(guo)內傳(chuan)統石化能源企(qi)業(ye)紛(fen)紛(fen)布局氫(qing)能業(ye)務。

五是(shi)氫能(neng)尚(shang)不(bu)具(ju)備應用(yong)於儲能(neng)領域(yu)的(de)條件(jian)。

• 氫能(neng)發展潛(qian)力

21世紀(ji)初(chu)以來(lai)，受(shou)全球(qiu)氣候(hou)變化(hua)和(he)環(huan)境(jing)問(wen)題(ti)影(ying)響(xiang)，節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)和能(neng)源清潔(jie)化(hua)步(bu)伐(fa)加(jia)快，氫(qing)能(neng)在能(neng)源轉(zhuan)型(xing)中(zhong)的(de)潛(qian)力再次(ci)獲(huo)得(de)人(ren)們(men)關(guan)註(zhu)。氫(qing)能(neng)是(shi)理(li)想的(de)清潔(jie)二次(ci)能(neng)源，用(yong)可(ke)再(zai)生能源制(zhi)氫(qing)，用(yong)儲氫材(cai)料儲(chu)氫(qing)，用(yong)氫燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電，將構(gou)成(cheng)可(ke)持(chi)續(xu)利用(yong)的(de)氫能系(xi)統(tong)，成(cheng)為(wei)可(ke)再(zai)生能源之(zhi)外(wai)實現“深度(du)脫碳(tan)"的(de)重要路(lu)徑。

近年(nian)來(lai)，氫能(neng)作(zuo)為(wei)潛(qian)在(zai)新(xin)興能源，逐步(bu)進入(ru)中央(yang)和地方(fang)政府中長(chang)期(qi)規(gui)劃(hua)視(shi)野。在《中(zhong)國(guo)制造(zao)2025》《能(neng)源技(ji)術(shu)革命創(chuang)新行動計劃(hua)(2016-2030年(nian))》《新(xin)能(neng)源汽(qi)車(che)產(chan)業發(fa)展(zhan)規(gui)劃(hua)(2021-2035年(nian))》《“壹三五"國(guo)家戰(zhan)略性新興產(chan)業發(fa)展(zhan)規(gui)劃(hua)》等(deng)多(duo)個(ge)國(guo)家規(gui)劃(hua)中(zhong)，明(ming)確提出將(jiang)“氫能(neng)與燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)"作(zuo)為戰略重點。

盡管(guan)我(wo)國(guo)氫能(neng)產(chan)業發(fa)展(zhan)已(yi)經(jing)具(ju)備壹定基礎，但是(shi)要破解我(wo)國(guo)能源發(fa)展(zhan)難(nan)題，發揮(hui)氫能(neng)在我(wo)國(guo)能源轉(zhuan)型(xing)中(zhong)的(de)巨大潛(qian)力，還有不(bu)少現實問題和(he)挑戰(zhan)亟(ji)待解決(jue)。

第壹是(shi)公眾認知問題。氫氣的(de)化學性質(zhi)活潑(po)，長(chang)期(qi)以來(lai)，我(wo)國(guo)壹直將氫(qing)氣作(zuo)為(wei)危(wei)化(hua)品進行管(guan)理(li)，應用(yong)領域(yu)局限(xian)在化(hua)學品(pin)，未將氫能作(zuo)為(wei)能(neng)源管(guan)理(li)，公眾認知水(shui)平(ping)較低(di)。

第二是(shi)頂層設計(ji)問(wen)題(ti)。不(bu)論是(shi)從氫(qing)能(neng)的(de)生產(chan)、儲運(yun)，還(hai)是(shi)技術(shu)要(yao)求等環(huan)節(jie)，目前國(guo)家對(dui)於氫能的(de)支(zhi)持僅(jin)出現(xian)於新(xin)能源發(fa)展(zhan)等(deng)政(zheng)策(ce)中(zhong)，還沒(mei)有專(zhuan)門(men)的(de)氫能政(zheng)策(ce)，尚(shang)未制定專門(men)的(de)氫能產(chan)業發(fa)展(zhan)規(gui)劃(hua)，也(ye)沒(mei)有出臺(tai)能夠(gou)提振市(shi)場(chang)預期(qi)的(de)發展路(lu)線圖，上(shang)下遊(you)產(chan)業不(bu)協調問題較(jiao)為突出，氫(qing)能產(chan)業長(chang)期(qi)可(ke)持(chi)續(xu)發展(zhan)將受(shou)到嚴重制約(yue)。

第三(san)是(shi)技術(shu)裝(zhuang)備問題。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)等(deng)氫能裝(zhuang)備關(guan)鍵(jian)零(ling)部件(jian)較多(duo)、系(xi)統(tong)較(jiao)復雜(za)，用(yong)材(cai)特(te)殊、制(zhi)作工藝(yi)繁(fan)瑣，但我(wo)國(guo)相關(guan)核心技術(shu)和(he)設備自主化(hua)程(cheng)度(du)不(bu)足(zu)，核心零部件(jian)和關(guan)鍵(jian)材(cai)料尚(shang)依(yi)賴進(jin)口。氫(qing)由(you)化(hua)學品(pin)轉(zhuan)為(wei)能(neng)源，在(zai)生(sheng)產(chan)、儲運(yun)、終(zhong)端(duan)設施以及(ji)應用(yong)領域(yu)產(chan)品開(kai)發(fa)等(deng)全(quan)產(chan)業鏈上(shang)都(dou)需要(yao)有創(chuang)新(xin)型(xing)技(ji)術(shu)作為長(chang)期(qi)支(zhi)撐(cheng)。

第四(si)是(shi)基礎設施問題(ti)。氫(qing)能(neng)基礎設施尤其(qi)是(shi)加氫(qing)站的(de)建設布局，在(zai)很大(da)程(cheng)度(du)上(shang)限制(zhi)了氫能經濟的(de)規(gui)模(mo)化(hua)，制(zhi)約(yue)了氫能汽(qi)車(che)的(de)市(shi)場(chang)發展。截(jie)至目前，我(wo)國(guo)加氫(qing)站僅有寥(liao)寥(liao)數(shu)十座(zuo)，分(fen)布到有關(guan)省(sheng)市(shi)更是(shi)很少，加氫(qing)站建設主(zhu)體(ti)眾多(duo)，缺乏(fa)國(guo)家統(tong)籌和政策(ce)配(pei)套措施。加氫(qing)站及(ji)相關(guan)基礎設施的(de)布局能(neng)否快速啟(qi)動，其(qi)實又取(qu)決(jue)於(yu)氫成(cheng)本的(de)下降(jiang)速度(du)以及(ji)加氫(qing)站運(yun)營(ying)過程(cheng)中政府的(de)補貼力度(du)。

第五是(shi)發展(zhan)成(cheng)本問題。氫氣需(xu)要(yao)二次(ci)制(zhi)取(qu)，運(yun)氫(qing)、儲(chu)氫(qing)、加(jia)氫各(ge)環節(jie)成(cheng)本較高，引發人(ren)們(men)對氫能(neng)經濟(ji)性的(de)質(zhi)疑(yi)。現(xian)階(jie)段氫(qing)能成(cheng)本高，是(shi)技術(shu)原(yuan)因(yin)，更是(shi)應用(yong)規(gui)模(mo)有限(xian)所(suo)致(zhi)，國(guo)際(ji)能(neng)源署(shu)、國(guo)際(ji)氫(qing)能(neng)委(wei)員會(hui)、彭博新(xin)能(neng)源財經等機(ji)構(gou)的(de)研(yan)究(jiu)均表明(ming)，產(chan)業規(gui)模(mo)化(hua)是(shi)降(jiang)低氫能成(cheng)本的(de)關(guan)鍵(jian)。

我(wo)國(guo)是(shi)較大(da)能(neng)源生(sheng)產(chan)國(guo)和消費國(guo)，能源生(sheng)產(chan)和消費結構(gou)均以化石(shi)能源為(wei)主(zhu)，應對氣候(hou)變化(hua)、保(bao)護生(sheng)態環境(jing)面(mian)臨(lin)巨(ju)大(da)壓(ya)力和挑(tiao)戰(zhan)，氫能(neng)巨(ju)大(da)發展(zhan)潛(qian)力為破解我(wo)國(guo)能源發(fa)展(zhan)難(nan)題提供了(le)新的(de)可(ke)能(neng)性。鑒(jian)於(yu)氫能(neng)技(ji)術(shu)要(yao)求高、產(chan)業鏈復(fu)雜(za)、投(tou)資(zi)需(xu)求大，需(xu)要(yao)政府、企業和行業(ye)組織等(deng)多(duo)方(fang)協同發(fa)力，搶占(zhan)未來(lai)氫能(neng)經(jing)濟(ji)發展先(xian)機(ji)。未來(lai)還需(xu)多(duo)方(fang)協同發(fa)力。