在全球積極探索可持續(xù)能源發(fā)展的大背景下,中國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)異軍突起,成績(jī)斐然。2024 年,我國(guó)氫能生產(chǎn)消費(fèi)規(guī)模突破 3650 萬(wàn)噸,連續(xù)多年位居全球第一,占全球總消費(fèi)量的三分之一以上,這一數(shù)字無(wú)疑彰顯了中國(guó)在氫能領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力和巨大潛力。
氫能,作為一種清潔、高效、可持續(xù)的二次能源,在我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的宏偉藍(lán)圖中扮演著舉足輕重的角色。我國(guó)能源結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期面臨著 “富煤、貧油、少氣” 的困境,石油和天然氣的進(jìn)口依賴度較高,能源安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 。同時(shí),傳統(tǒng)化石能源的大量使用帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染和碳排放問(wèn)題,給生態(tài)環(huán)境造成了沉重壓力。而氫能的出現(xiàn),為破解這些難題提供了新的思路和方向。它不僅燃燒熱值高,能量密度大,而且燃燒產(chǎn)物僅為水,幾乎不產(chǎn)生溫室氣體排放,是實(shí)現(xiàn)能源清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的理想選擇。
政策東風(fēng),助力氫能騰飛
中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,離不開(kāi)國(guó)家政策的大力支持。從頂層設(shè)計(jì)的高瞻遠(yuǎn)矚,到地方政策的精準(zhǔn)落地,一系列政策舉措為氫能產(chǎn)業(yè)的騰飛提供了強(qiáng)勁動(dòng)力 。
2021 年,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃 (2021—2035 年)》,這是我國(guó)首個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期規(guī)劃,猶如一盞明燈,為氫能產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展指明了方向?!兑?guī)劃》明確了氫能在我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位,提出到 2025 年,基本掌握核心技術(shù)和制造工藝,燃料電池車(chē)輛保有量約 5 萬(wàn)輛,部署建設(shè)一批加氫站,可再生能源制氫量達(dá)到 10 - 20 萬(wàn)噸 / 年 ,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排 100 - 200 萬(wàn)噸 / 年;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(yīng)體系,有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn);到 2035 年,形成氫能多元應(yīng)用生態(tài),可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的比例明顯提升 ,對(duì)能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展起到重要支撐作用。
2025 年 1 月 1 日起施行的《中華人民共和國(guó)能源法》,更是具有里程碑意義,氫能首次被明確納入能源管理體系。這從法律層面賦予了氫能源與傳統(tǒng)能源同等重要的地位,為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的法律保障?!赌茉捶ā分蟹e極有序推進(jìn)氫能開(kāi)發(fā)利用、促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的相關(guān)條款,從宏觀層面引導(dǎo)各地優(yōu)化氫能產(chǎn)業(yè)布局,避免盲目投資和重復(fù)建設(shè),促進(jìn)了氫能資源的合理配置 。
在國(guó)家政策的引領(lǐng)下,各地紛紛響應(yīng),因地制宜出臺(tái)了一系列專(zhuān)項(xiàng)政策,積極推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2024 年,全國(guó)共有 22 個(gè)省級(jí)行政區(qū)將氫能寫(xiě)入政府工作報(bào)告,從不同側(cè)重點(diǎn)發(fā)力,共同奏響了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的激昂樂(lè)章。北京以冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)重大示范工程為依托,在氫能技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)培育、加氫站建設(shè)和燃料電池汽車(chē)推廣等方面取得了顯著成效;廣東廣州發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干措施》,從加大財(cái)政資金支持、提升氫氣供應(yīng)能力、支持加氫站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等 18 個(gè)方面,為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了全方位的政策支持;湖北印發(fā)《湖北省加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)行動(dòng)方案 (2024—2027 年)》,提出力爭(zhēng)到 2027 年,建成加氫站 100 座,氫氣年產(chǎn)能達(dá)到 150 萬(wàn)噸 ,并擴(kuò)大氫能在交通等領(lǐng)域的應(yīng)用 。這些地方政策的出臺(tái),極大地激發(fā)了各地發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的積極性和創(chuàng)造性,形成了各具特色的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。
技術(shù)突破,解鎖發(fā)展密碼
技術(shù)創(chuàng)新是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。在政策的引導(dǎo)和市場(chǎng)的推動(dòng)下,我國(guó)在氫能 “制儲(chǔ)輸用” 各環(huán)節(jié)的技術(shù)研發(fā)上取得了一系列重大突破,為產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) 。
在制氫環(huán)節(jié),可再生能源制氫技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。我國(guó)積極推進(jìn)可再生能源與制氫產(chǎn)業(yè)的深度融合,在 “三北” 地區(qū)(東北、西北、華北),利用當(dāng)?shù)刎S富的風(fēng)能、太陽(yáng)能資源,建設(shè)了一批大規(guī)模的可再生能源制氫項(xiàng)目。例如,位于內(nèi)蒙古的鄂爾多斯綠氫示范項(xiàng)目,利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)電資源,通過(guò)電解水制氫技術(shù),每年可生產(chǎn)綠氫達(dá)數(shù)萬(wàn)噸,不僅實(shí)現(xiàn)了清潔能源的高效利用,還為當(dāng)?shù)氐哪茉崔D(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了新動(dòng)力。同時(shí),我國(guó)在電解水制氫技術(shù)方面不斷取得進(jìn)步,堿性電解槽在能耗等方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,單槽產(chǎn)氫量達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,核心材料基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代;質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫技術(shù)也在快速發(fā)展,雖然目前成本較高,但隨著技術(shù)的不斷成熟和規(guī)?;瘧?yīng)用,有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)成本的大幅降低,提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
儲(chǔ)氫和運(yùn)氫環(huán)節(jié),技術(shù)創(chuàng)新同樣成果顯著。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)作為目前應(yīng)用最廣泛的儲(chǔ)氫方式,我國(guó)在儲(chǔ)氫瓶的研發(fā)和生產(chǎn)上取得了重要進(jìn)展,不斷提高儲(chǔ)氫瓶的工作壓力和儲(chǔ)氫容量,降低罐體質(zhì)量。70MPa 的高壓儲(chǔ)氫容器已經(jīng)上市,質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度可達(dá)到 3%,部分企業(yè)還在積極研制 100MPa 的高壓儲(chǔ)氫容器 。同時(shí),低溫液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從 0 到 1 的跨越,進(jìn)入加速發(fā)展階段,大型氫液化設(shè)備正逐步實(shí)現(xiàn)成套裝備的國(guó)產(chǎn)化,已完成了具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首套 10t/d 大型氫液化裝置研制,總?cè)莘e為 400m3、液氫儲(chǔ)量達(dá) 25t 的首臺(tái)商用液氫球罐開(kāi)工建設(shè),首臺(tái)民用 40m3 液氫槽車(chē)順利下線 ,20000m3 級(jí)的液態(tài)氫運(yùn)輸船完成設(shè)計(jì)工作 。此外,有機(jī)液體氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)和固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)也在不斷發(fā)展,有機(jī)液體氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)在部分場(chǎng)景與其他技術(shù)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)有望在固定儲(chǔ)氫場(chǎng)景和兩輪車(chē)等特色場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
在氫能應(yīng)用領(lǐng)域,氫燃料電池技術(shù)的突破和應(yīng)用推廣成為關(guān)鍵。氫燃料電池作為一種將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置,具有能量轉(zhuǎn)換效率高、零排放、噪音低等優(yōu)點(diǎn),在交通運(yùn)輸、分布式發(fā)電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。我國(guó)在氫燃料電池技術(shù)研發(fā)方面投入了大量資源,取得了顯著成效。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展迅速,不僅有氫燃料電池公交車(chē)、物流車(chē)、重型卡車(chē)等商用車(chē)投入運(yùn)營(yíng),氫燃料電池乘用車(chē)也逐漸進(jìn)入市場(chǎng)。2024 年,我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的保有量持續(xù)增長(zhǎng),多個(gè)城市的氫燃料電池公交示范線路不斷增加,為市民提供了更加綠色、便捷的出行方式。在分布式發(fā)電領(lǐng)域,氫燃料電池作為備用電源或獨(dú)立電源,為偏遠(yuǎn)地區(qū)、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等場(chǎng)所提供穩(wěn)定的電力供應(yīng) 。同時(shí),我國(guó)還在積極探索氫燃料電池在航空、船舶等領(lǐng)域的應(yīng)用,推動(dòng)氫能在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)替代和創(chuàng)新。
產(chǎn)業(yè)布局,構(gòu)建發(fā)展藍(lán)圖
我國(guó)地域遼闊,不同地區(qū)在資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場(chǎng)需求等方面存在著顯著差異。在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中,各地充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),因地制宜進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局,形成了各具特色的發(fā)展格局 。
“三北” 地區(qū)憑借豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能資源以及雄厚的工業(yè)基礎(chǔ),成為我國(guó)綠氫生產(chǎn)的核心區(qū)域。這里的風(fēng)光資源得天獨(dú)厚,年日照時(shí)數(shù)長(zhǎng),風(fēng)能資源穩(wěn)定,為可再生能源發(fā)電提供了充足的動(dòng)力 。同時(shí),“三北” 地區(qū)也是我國(guó)重要的工業(yè)基地,化工、冶金等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),對(duì)氫氣有著巨大的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至 2024 年底,全國(guó)累計(jì)規(guī)劃建設(shè)可再生能源電解水制氫項(xiàng)目超 600 個(gè),其中 “三北” 地區(qū)占比超過(guò) 90% 。內(nèi)蒙古、新疆、寧夏等地紛紛布局大規(guī)模的可再生能源制氫項(xiàng)目,如內(nèi)蒙古的鄂爾多斯綠氫示范項(xiàng)目、新疆庫(kù)車(chē)的 2 萬(wàn)噸 / 年可再生能源制氫項(xiàng)目、寧夏寧東的碳減排示范區(qū)可再生氫并入煤制合成氨裝置項(xiàng)目等 。這些項(xiàng)目不僅充分利用了當(dāng)?shù)氐那鍧嵞茉?,?shí)現(xiàn)了綠氫的規(guī)模化生產(chǎn),還通過(guò) “綠氫 + 化工”“綠氫 + 冶金” 等耦合示范,推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型,有效降低了工業(yè)領(lǐng)域的碳排放。
東部地區(qū)則依托其強(qiáng)大的科技研發(fā)實(shí)力、完善的產(chǎn)業(yè)配套和廣闊的市場(chǎng)空間,聚焦于氫能技術(shù)研發(fā)與高端應(yīng)用。這里匯聚了眾多高校、科研機(jī)構(gòu)和高新技術(shù)企業(yè),在氫燃料電池技術(shù)、氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)等方面的研發(fā)能力處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平 。京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)已形成了較為完整的燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈集群,從燃料電池關(guān)鍵材料和部件的研發(fā)生產(chǎn),到整車(chē)的制造與銷(xiāo)售,再到加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)運(yùn)營(yíng),各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展,為燃料電池汽車(chē)的推廣應(yīng)用提供了有力支撐 。山東建成的 “氫進(jìn)萬(wàn)家” 示范社區(qū),將氫能應(yīng)用拓展到居民生活領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了氫能在分布式能源、家庭能源供應(yīng)等方面的創(chuàng)新應(yīng)用;廣東開(kāi)展的液氫跨洋運(yùn)輸試點(diǎn),探索了氫能在長(zhǎng)距離、大規(guī)模運(yùn)輸領(lǐng)域的新模式,為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的國(guó)際化發(fā)展開(kāi)辟了新路徑 。
應(yīng)用拓展,融入多元場(chǎng)景
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的逐步成熟,氫能的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛,正逐漸融入到交通、工業(yè)、能源等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,為這些領(lǐng)域的綠色發(fā)展提供了強(qiáng)大動(dòng)力 。
在交通領(lǐng)域,氫燃料電池汽車(chē)成為了氫能應(yīng)用的重要突破口。氫燃料電池汽車(chē)以氫氣為燃料,通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛,其排放物僅為水,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的零排放 。近年來(lái),我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展勢(shì)頭迅猛,不僅在數(shù)量上實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng),在技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景上也不斷取得新的突破。在公交領(lǐng)域,多個(gè)城市紛紛推廣氫燃料電池公交車(chē),如北京、上海、廣州、成都等城市,都已開(kāi)通了氫燃料電池公交示范線路,為市民提供了更加環(huán)保、舒適的出行體驗(yàn)。在物流和貨運(yùn)領(lǐng)域,氫燃料電池物流車(chē)和重型卡車(chē)也開(kāi)始嶄露頭角,它們憑借著續(xù)航里程長(zhǎng)、加氫速度快、承載能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),在城市物流配送和長(zhǎng)途貨物運(yùn)輸中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用 。此外,氫能源在軌道交通和航空領(lǐng)域的應(yīng)用也取得了積極進(jìn)展。我國(guó)首列氫能源智能城際動(dòng)車(chē)組 CINOVA H2 的問(wèn)世,標(biāo)志著氫能源在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用邁出了重要一步 。該動(dòng)車(chē)組搭載了中國(guó)中車(chē)自主研發(fā)的氫燃料電池系統(tǒng),具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),最高運(yùn)行時(shí)速可達(dá) 200 公里,續(xù)航里程可達(dá) 1200 公里 ,而且行駛?cè)虒?shí)現(xiàn) “零碳” 排放,為非電氣化鐵路客運(yùn)裝備綠色升級(jí)注入了全新動(dòng)力 。在航空領(lǐng)域,雖然氫能源飛機(jī)仍處于研發(fā)和試驗(yàn)階段,但多家企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)已開(kāi)展相關(guān)研究,致力于解決氫能源在航空領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)難題,如氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸、燃料電池的性能和可靠性等 。一旦技術(shù)取得突破,氫能源飛機(jī)有望成為未來(lái)航空運(yùn)輸?shù)闹匾l(fā)展方向,大幅降低航空業(yè)的碳排放。
在工業(yè)領(lǐng)域,氫能的應(yīng)用為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型帶來(lái)了新的機(jī)遇?!熬G氫 + 化工”“綠氫 + 冶金” 等耦合示范項(xiàng)目在各地紛紛落地,為工業(yè)領(lǐng)域的深度脫碳提供了可行路徑 。在化工行業(yè),氫氣是許多化工產(chǎn)品的重要原料,如合成氨、甲醇等 。傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)過(guò)程中,氫氣的制取大多依賴于化石能源,會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳排放 。而采用綠氫作為原料,可以實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程的零碳排放 。例如,中國(guó)石化的新疆庫(kù)車(chē)綠氫示范項(xiàng)目,利用當(dāng)?shù)刎S富的太陽(yáng)能資源電解水制氫,生產(chǎn)出的綠氫直接用于石油煉化,每年可減少二氧化碳排放約 48.5 萬(wàn)噸 ,實(shí)現(xiàn)了綠氫在化工領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用 。在冶金行業(yè),氫能替代傳統(tǒng)的煤炭和焦炭作為還原劑,是實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一 。氫氣與鐵礦石發(fā)生反應(yīng),生成鐵和水,避免了傳統(tǒng)煉鐵過(guò)程中二氧化碳的排放 。目前,我國(guó)已有多家鋼鐵企業(yè)開(kāi)展了氫冶金的試驗(yàn)和示范項(xiàng)目,如寶武集團(tuán)的 “氫冶金” 試驗(yàn)基地,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化,不斷探索氫冶金的產(chǎn)業(yè)化路徑 。未來(lái),隨著綠氫成本的進(jìn)一步降低和技術(shù)的不斷成熟,“綠氫 + 化工”“綠氫 + 冶金” 等模式有望在工業(yè)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用,推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)向綠色低碳方向轉(zhuǎn)型升級(jí) 。
在能源領(lǐng)域,氫能作為一種理想的儲(chǔ)能介質(zhì)和分布式能源,與風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源相結(jié)合,構(gòu)建起 “風(fēng)光氫儲(chǔ)” 一體化的綜合能源體系,為能源的穩(wěn)定供應(yīng)和高效利用提供了有力保障 。由于風(fēng)能和太陽(yáng)能具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn),其發(fā)電輸出不穩(wěn)定,難以直接滿足電網(wǎng)的需求 。而氫能可以將多余的可再生能源轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái),在能源需求高峰或可再生能源發(fā)電不足時(shí),再將儲(chǔ)存的氫能通過(guò)燃料電池等方式轉(zhuǎn)化為電能,實(shí)現(xiàn)能源的平穩(wěn)供應(yīng) 。例如,河北工程公司中標(biāo)奇臺(tái)風(fēng)光氫儲(chǔ)一體化項(xiàng)目,該項(xiàng)目位于新疆昌吉州奇臺(tái)縣境內(nèi),規(guī)劃裝機(jī)容量為 250 兆瓦,計(jì)劃于 2025 年 12 月 31 日投產(chǎn) 。項(xiàng)目投產(chǎn)后,預(yù)計(jì)每年平均上網(wǎng)電量 5.87 億千瓦時(shí),與燃煤電廠相比,每年可節(jié)約標(biāo)煤 18.02 萬(wàn)噸,相應(yīng)減少二氧化碳排放量 69.06 萬(wàn)噸 。此外,在分布式能源領(lǐng)域,氫燃料電池作為備用電源或獨(dú)立電源,在工業(yè)園區(qū)、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等場(chǎng)所得到了應(yīng)用 。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障或電力供應(yīng)不足時(shí),氫燃料電池可以迅速啟動(dòng),為這些重要場(chǎng)所提供穩(wěn)定的電力保障,確保其正常運(yùn)行 。
挑戰(zhàn)當(dāng)前,探尋破局之路
盡管中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)取得了令人矚目的成績(jī),但在快速發(fā)展的過(guò)程中,也面臨著一系列嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),需要我們冷靜思考,積極探尋破局之路 。
成本問(wèn)題是制約氫能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的首要瓶頸。目前,可再生能源制氫成本仍然較高,主要原因在于可再生能源發(fā)電的成本尚未實(shí)現(xiàn)大幅下降,以及電解水制氫設(shè)備的投資和運(yùn)行成本較高 。以電解水制氫為例,其成本主要包括設(shè)備投資、電費(fèi)、運(yùn)維費(fèi)用等 。雖然我國(guó)在電解水制氫技術(shù)方面取得了一定進(jìn)展,但與傳統(tǒng)化石能源制氫相比,成本仍然缺乏競(jìng)爭(zhēng)力 。電費(fèi)在電解水制氫成本中占比較高,約為 70% - 80% ,降低電價(jià)成為降低制氫成本的關(guān)鍵 。同時(shí),儲(chǔ)氫和運(yùn)氫成本也居高不下,高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫雖然技術(shù)相對(duì)成熟,但儲(chǔ)氫密度較低,運(yùn)輸效率不高;低溫液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)成本高昂,對(duì)設(shè)備和技術(shù)要求極高;管道運(yùn)輸建設(shè)成本巨大,前期投資回收周期長(zhǎng) 。此外,氫燃料電池的成本也亟待降低,關(guān)鍵材料如質(zhì)子交換膜、催化劑等依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴,導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)成本居高不下 ,限制了氫燃料電池汽車(chē)等終端應(yīng)用的大規(guī)模推廣 。
標(biāo)準(zhǔn)體系不完善也是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重要問(wèn)題。目前,我國(guó)在氫能領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還不夠健全,不同地區(qū)、不同企業(yè)之間的標(biāo)準(zhǔn)存在差異,這給氫能的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用帶來(lái)了諸多不便 。在加氫站建設(shè)方面,由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致加氫站的建設(shè)成本高、建設(shè)周期長(zhǎng),而且在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中也存在安全隱患 。在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域,缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)認(rèn)證體系,影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)的認(rèn)可度 。此外,標(biāo)準(zhǔn)體系的不完善還制約了氫能產(chǎn)業(yè)的國(guó)際合作與交流,不利于我國(guó)氫能企業(yè)拓展國(guó)際市場(chǎng) 。
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足同樣制約著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。氫能產(chǎn)業(yè)鏈涉及制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫以及燃料電池研發(fā)與應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)之間需要緊密協(xié)同,才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展 。然而,目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間的協(xié)同合作還不夠緊密,存在信息不對(duì)稱(chēng)、利益分配不均等問(wèn)題 。在制氫環(huán)節(jié),可再生能源制氫項(xiàng)目與下游的儲(chǔ)氫、運(yùn)氫和加氫環(huán)節(jié)之間缺乏有效的銜接,導(dǎo)致可再生能源制氫的優(yōu)勢(shì)難以充分發(fā)揮 。在燃料電池研發(fā)與應(yīng)用環(huán)節(jié),燃料電池企業(yè)與整車(chē)企業(yè)之間的合作還不夠深入,存在研發(fā)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品適配性差等問(wèn)題 。此外,產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的技術(shù)創(chuàng)新合作也有待加強(qiáng),缺乏有效的創(chuàng)新協(xié)同機(jī)制,影響了產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平的提升 。
面對(duì)這些挑戰(zhàn),我們需要采取一系列針對(duì)性的措施,推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展 。
降低可再生能源制氫成本是當(dāng)務(wù)之急。一方面,要加大對(duì)可再生能源發(fā)電技術(shù)的研發(fā)投入,提高發(fā)電效率,降低發(fā)電成本 。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)太陽(yáng)能光伏、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源技術(shù)的升級(jí),降低光伏發(fā)電和風(fēng)電的度電成本 。另一方面,要優(yōu)化電解水制氫技術(shù),提高設(shè)備的效率和穩(wěn)定性,降低設(shè)備投資和運(yùn)維成本 。加快研發(fā)新型電解水制氫技術(shù),如質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)(PEM)和固體氧化物電解水制氫技術(shù)(SOEC),提高電解效率,降低能耗 。同時(shí),通過(guò)規(guī)模化生產(chǎn)和技術(shù)改進(jìn),降低電解水制氫設(shè)備的成本 。此外,還可以通過(guò)政策引導(dǎo),降低可再生能源制氫的用電成本,如給予可再生能源制氫項(xiàng)目電價(jià)優(yōu)惠、推行綠證交易等政策,提高可再生能源制氫的經(jīng)濟(jì)性 。
完善標(biāo)準(zhǔn)體系是氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要保障。政府部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氫能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的統(tǒng)籌規(guī)劃,組織行業(yè)專(zhuān)家、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu),共同制定涵蓋氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 。在加氫站建設(shè)方面,制定統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范加氫站的建設(shè)和管理,降低建設(shè)成本,提高運(yùn)營(yíng)安全性 。在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域,建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)認(rèn)證體系,加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管,提高市場(chǎng)認(rèn)可度 。同時(shí),要積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定,加強(qiáng)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的接軌,提升我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的話語(yǔ)權(quán) 。
加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同是提升氫能產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)溝通與合作,建立緊密的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,實(shí)現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ) 。在制氫環(huán)節(jié),可再生能源發(fā)電企業(yè)與制氫企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)合作,實(shí)現(xiàn)能源的高效轉(zhuǎn)化和利用 。儲(chǔ)氫、運(yùn)氫和加氫企業(yè)之間應(yīng)加強(qiáng)協(xié)同,優(yōu)化氫氣的儲(chǔ)運(yùn)和加注網(wǎng)絡(luò),提高氫氣的供應(yīng)效率 。在燃料電池研發(fā)與應(yīng)用環(huán)節(jié),燃料電池企業(yè)與整車(chē)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)深度合作,共同開(kāi)展技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新,提高燃料電池汽車(chē)的性能和質(zhì)量 。此外,政府應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)作用,搭建產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái),促進(jìn)企業(yè)之間的技術(shù)交流與合作,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體技術(shù)水平的提升 。
前景展望,駛向光明未來(lái)
回首過(guò)往,中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)在政策支持、技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)布局和應(yīng)用拓展等方面取得了令人矚目的成就,已然成為全球氫能發(fā)展的重要力量 。展望未來(lái),氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景更加廣闊,潛力無(wú)限 。
隨著全球?qū)夂蜃兓瘑?wèn)題的關(guān)注度不斷提高,“雙碳” 目標(biāo)成為世界各國(guó)共同追求的目標(biāo) 。氫能作為一種零碳能源,在實(shí)現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化方面將發(fā)揮不可替代的作用 。未來(lái),中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)將在 “雙碳” 目標(biāo)的引領(lǐng)下,迎來(lái)更加迅猛的發(fā)展機(jī)遇 。政策支持力度將持續(xù)加大,技術(shù)創(chuàng)新將不斷加速,產(chǎn)業(yè)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大,應(yīng)用領(lǐng)域也將更加廣泛 。
在技術(shù)創(chuàng)新方面,我們有理由期待更多的突破。可再生能源制氫技術(shù)將不斷完善,成本將進(jìn)一步降低,綠氫將成為未來(lái)制氫的主流方向 。儲(chǔ)氫和運(yùn)氫技術(shù)將取得更大進(jìn)展,高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)將更加成熟,液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)將實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,管道運(yùn)輸將逐步成為氫氣運(yùn)輸?shù)闹匾绞?。氫燃料電池技術(shù)將持續(xù)升級(jí),性能將更加穩(wěn)定,成本將大幅下降,應(yīng)用場(chǎng)景將不斷拓展 。
在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面,氫能產(chǎn)業(yè)鏈將更加完善,各環(huán)節(jié)之間的協(xié)同合作將更加緊密 。制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫以及燃料電池研發(fā)與應(yīng)用等企業(yè)將形成強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)集群,共同推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 。同時(shí),氫能產(chǎn)業(yè)與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展也將成為趨勢(shì),如與新能源汽車(chē)、智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能等產(chǎn)業(yè)的深度融合,將為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟新的空間 。
在應(yīng)用領(lǐng)域方面,氫能將在交通、工業(yè)、能源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用 。氫燃料電池汽車(chē)將逐漸成為市場(chǎng)的主流車(chē)型之一,在城市公交、物流配送、長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到大規(guī)模推廣 。工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒓铀賹?shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型,“綠氫 + 化工”“綠氫 + 冶金” 等模式將得到更廣泛的應(yīng)用 。在能源領(lǐng)域,氫能將作為儲(chǔ)能介質(zhì)和分布式能源,與可再生能源共同構(gòu)建起更加穩(wěn)定、高效的能源體系 。
中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)正站在新的歷史起點(diǎn)上,向著光明的未來(lái)疾馳 。讓我們共同期待氫能產(chǎn)業(yè)在未來(lái)能夠創(chuàng)造更多的奇跡,為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn) 。在這個(gè)充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)的時(shí)代,讓我們持續(xù)關(guān)注和支持氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,共同見(jiàn)證氫能時(shí)代的輝煌 。
轉(zhuǎn)自百家號(hào)云燚,原文鏈接:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1834245750737361526&wfr=spider&for=pc