“氫能未來(lái)可能成為10萬(wàn)億元的產(chǎn)業(yè)。”中國科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高近日在2023世界氫能技術(shù)大會(huì )上說(shuō)，我國氫能能源技術(shù)發(fā)展已實(shí)現局部突破，呈現階段性進(jìn)步特征。
氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉型發(fā)展的重要載體之一。目前，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已迎來(lái)窗口期。
一批產(chǎn)業(yè)集群涌現
北方，山東。全國首座高速加氫站、首座港口加氫站先后建成，25座加氫站日供氫能力超過(guò)20噸，燃料電池車(chē)輛總推廣數已超過(guò)1000輛……“氫進(jìn)萬(wàn)家”科技示范工程進(jìn)展迅速，該示范工程的整體目標，將建設1條氫能高速、2個(gè)氫能港口、3個(gè)科普基地、4個(gè)氫能園區、5個(gè)氫能小區等。
位于南方珠三角腹地的佛山市南海區，已聚集氫能企業(yè)和機構超150家，涵蓋氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，形成超600億元投資規模的產(chǎn)業(yè)集群。
“示范應用項目推動(dòng)著(zhù)產(chǎn)業(yè)體系的構建。”國家燃料電池技術(shù)創(chuàng )新中心首席科學(xué)家陳文淼說(shuō)，通過(guò)類(lèi)似“氫進(jìn)萬(wàn)家”這樣的示范工程，逐步擴大氫能的應用領(lǐng)域，擴大使用場(chǎng)景，增加氫的使用量，最終可降低成本。
面對氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，我國通過(guò)五大示范城市群以及“氫進(jìn)萬(wàn)家”等一批示范項目，持續推動(dòng)氫能在交通、建筑、儲能等領(lǐng)域的綜合應用，帶動(dòng)氫能制、儲、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，也推動(dòng)了區域優(yōu)化布局。
據業(yè)內專(zhuān)家介紹，我國車(chē)用質(zhì)子交換膜、燃料電池系統集成已經(jīng)取得重大突破，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立；面向重卡的大功率燃料電池系統成為氫能產(chǎn)品的高技術(shù)亮點(diǎn)，具有國際領(lǐng)先水平；構建了較為完整的氫能和燃料電池技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，燃料電池整車(chē)產(chǎn)品的競爭力也顯著(zhù)增強，商用車(chē)的氫耗、續時(shí)里程、能啟動(dòng)等主要性能指標持續優(yōu)化。
截至4月底，我國氫能燃料電池累計推廣量接近1.4萬(wàn)輛，其中商用車(chē)超過(guò)1.3萬(wàn)輛，商用車(chē)的推廣規模全球領(lǐng)先，而且實(shí)現了港口、礦山、環(huán)衛、城建、公交、城際物流等重型作業(yè)及遠程大宗商品運輸全場(chǎng)景的覆蓋。
加氫基礎設施建設發(fā)展較快。目前全國建成加氫站超過(guò)350座，位居全球第一。
“我國氫能產(chǎn)業(yè)正呈現出廣闊的發(fā)展前景。”中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )會(huì )長(cháng)徐念沙說(shuō)，石油化工、煤化工、氫冶煉和氫儲能領(lǐng)域建設不斷加速。一批氫能產(chǎn)業(yè)集群正在涌現，應用領(lǐng)域方興未艾，產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈、創(chuàng )新鏈不斷完善。
中國石油管道局工程有限公司副總經(jīng)理李國輝展示了一張關(guān)于“西氫東送”全國氫能骨干網(wǎng)絡(luò )的未來(lái)規劃圖。“至2050年，基本上所有的氫都會(huì )通過(guò)管道來(lái)進(jìn)行輸送，我們構建了聯(lián)通多地‘一橫一縱三支’的北方氫能大管網(wǎng)，全長(cháng)五六千公里；該規劃還包括長(cháng)三角、珠三角、川渝地區。”
儲運仍是薄弱環(huán)節
寧夏，某天然氣摻氫降碳工程中試項目基地。研究人員正忙碌著(zhù)，分析摻氫天然氣管道的分層現象，對摻混的不同比例進(jìn)行測試。
距其近千里之外的河南，從濟源到洛陽(yáng)之間，有一條25公里長(cháng)的純氫輸送管道，是國內目前已建管徑最大、壓力最高、輸量最高的氫氣管道，已經(jīng)運行了8年。
“純氫或摻氫管道輸送是打通制氫和用氫的最后一公里。”李國輝說(shuō)，我國氫能資源的分布非常不均衡，氫能資源主要分布在煉化企業(yè)，風(fēng)光發(fā)電和天然氣資源豐富的西北、東北、中西部等地區。消費市場(chǎng)主要集中在東部地區。近期氫能儲運主要服務(wù)區域內就近短途運輸，未來(lái)中長(cháng)距離儲運需求較大。
歐陽(yáng)明高說(shuō)，儲運仍然是氫能全技術(shù)鏈的薄弱環(huán)節，雖然有各種技術(shù)創(chuàng )新，但真正能夠落地的顛覆性技術(shù)還沒(méi)有出現。
“目前，我國已建成的有一定規模的純氫管道達3條，不到100公里，幾乎都是以煉油化工用氫為目的。針對天然氣摻氫長(cháng)距離混輸實(shí)踐，僅有幾家摻氫平臺試驗。”李國輝說(shuō)。
“到2050年，如果我們的氫能儲運規模達到7000萬(wàn)噸，其中大概一半以上是需要管道來(lái)輸送的，也就是3500萬(wàn)噸，相當于我們現在的天然氣管道的規模，可能需要的管道里程在15萬(wàn)公里到20萬(wàn)公里之間。”李國輝預測。
“亟待加快氫氣儲運裝備開(kāi)發(fā)能力建設。”中國特種設備檢測研究院研究員李翔說(shuō)，我國核心氫氣儲運裝備能力建設欠缺，氫氣儲運裝備材料、設計制造、安全狀態(tài)監測與評價(jià)等方面均存在不少挑戰。
在公眾關(guān)注的燃料電池汽車(chē)技術(shù)方面，陳文淼說(shuō)，目前燃料電池和氫能的使用成本仍然較高，相關(guān)動(dòng)力裝置仍存在“買(mǎi)得貴、用得貴”的實(shí)際情況。
中國汽車(chē)工程學(xué)會(huì )常務(wù)副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)張進(jìn)華認為，與全球領(lǐng)先水平相比，我國燃料電池汽車(chē)技術(shù)整體上仍然存在著(zhù)較大差距，特別是在關(guān)鍵的核心零部件及材料器件方面，如碳紙、催化劑、質(zhì)子交換膜、碳纖維材料、加氫設備、相關(guān)管閥件等對外依存度較高。大規?？晒澥∧茉粗茪浼夹g(shù)、高可靠性特別是70兆帕加氫技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)水平仍然有待提高。
需跨界協(xié)同破短板
據不完全統計，全球已有30多個(gè)國家發(fā)布了氫能相關(guān)戰略，歐、美、日、韓等主要經(jīng)濟體都把綠氫作為長(cháng)期發(fā)展的戰略，并制定相應政策。
2022年，我國發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃（2021—2035）》。根據規劃，到2025年，我國將初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系。到2030年，形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新體系、清潔能源制氫及供應體系。到2035年，形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構建涵蓋交通、儲能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元氫能應用生態(tài)。
“我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來(lái)窗口期，這也是世界氫能產(chǎn)業(yè)的窗口期。”專(zhuān)家認為，在碳中和的愿景之下，綠色低碳和可持續發(fā)展已經(jīng)成為全球發(fā)展的一個(gè)共識，綠氫已成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
李國輝說(shuō)，氫能產(chǎn)業(yè)布局已經(jīng)遍布全國，30個(gè)省份將氫能寫(xiě)入了“十四五”發(fā)展規劃。但市場(chǎng)層面、技術(shù)層面也存在一些需要改進(jìn)與完善的地方。
“要加強薄弱環(huán)節技術(shù)攻關(guān)，提升產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平。”張進(jìn)華說(shuō)，培育氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)是一項具有重大意義的復雜系統工程，其技術(shù)創(chuàng )新難度高、能源供應體系重塑挑戰大，任務(wù)十分艱巨，需要多方的高度協(xié)同、共同推進(jìn)。
“未來(lái)需要發(fā)展更加先進(jìn)的制氫技術(shù)。”國際氫能協(xié)會(huì )主席謝菲爾德說(shuō)，目前綠氫還面臨一系列挑戰，如綠氫的制備技術(shù)門(mén)檻比較高，成本也比較高，未來(lái)對于綠氫制備的流程和設備還需要進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)其投資回報也需要進(jìn)行優(yōu)化。
“跨界融合，突破關(guān)鍵技術(shù)的制約。”陳文淼說(shuō)，國家燃料電池技術(shù)創(chuàng )新中心有共建單位16家，包括產(chǎn)、學(xué)、研、用等相關(guān)多家單位，通過(guò)深度協(xié)作和融合，充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈上下游的資源優(yōu)勢，共同推動(dòng)燃料電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
“協(xié)同創(chuàng )新，共促發(fā)展。”徐念沙說(shuō)，發(fā)展氫能是實(shí)現“雙碳”目標的必然選擇，未來(lái)應加強各國之間在氫能領(lǐng)域的深度合作，進(jìn)一步破解氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)和裝備的短板弱項，以科技創(chuàng )新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)持續健康發(fā)展。（記者劉宏宇）
(責任編輯：陳冬梅)
