“双碳”战略下氢能驶入“快车道” 专家献策氢能高质量发展

　　随着“双碳”战略的实施，我国氢能产业发展驶入“快车道”。今年以来，国家及多个地方陆续出台了氢能产业发展专项规划。然而，受制于技术瓶颈、经济性等问题，氢能发展仍处于“行业热、产业弱”的阶段。在近期举办的新华能源沙龙活动上，与会专家就如何破解氢能发展瓶颈、优化氢能产业布局等问题进行了探讨。

　　氢能是未来国家能源体系的重要组成部分

　　今年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，明确了氢能作为“未来国家能源体系的重要组成部分”这一基本定位。

　　保障能源安全是我国能源发展的首要任务。我国油气对外依存度较高，石油对外依存度超过70%，天然气对外依存度超过40%。在疫情叠加世界地缘政治局势深刻变化的背景下，把能源的饭碗牢牢端在自己手里意义深远。

　　在北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室助理研究员王剑晓看来，考虑到氢能可以替代部分石油、天然气的使用，发展氢能对于我国能源安全有重要的支撑和保障作用。尤其是在交通这一油气消费的重点领域，氢可以通过燃料电池、内燃机等形式发挥一定的替代作用。

　　电力规划设计总院副总工程师张晋宾指出，氢能的发展是我国“双碳”战略实施的需要。作为灵活低碳的燃料，氢能可为钢铁冶炼、水泥加工、重型交通工具等难以电气化、难以电能替代的行业提供去碳化解决方案;作为绿色零碳的能源载体，氢能可发挥长周期储能优势，为以新能源为主体的新型电力系统的构建奠定坚实基础;此外，氢还是重要的工农业原料，可为精炼、化工品合成、化肥生产、农业生产等提供绿色零碳的原料。

　　构建以新能源为主体的新型电力系统是我国实现“双碳”目标的重要抓手，新型电力系统的构建需要在大规模接入新能源的情况下维持电力的平衡，这其中氢能可以发挥的作用正日益得到重视。

　　中国经济信息社经济智库事业部副主任李济军指出，随着风光发电占比的提升，风光固有的间歇性、波动性带来的挑战日渐突出，氢能可以跨越时间和空间发挥“灵活能源”的作用，将有助于可再生能源的消纳和新型电力系统的构建。在这一背景下，推动氢能发展的意义更为凸显。

　　清华大学电机系副教授、清华四川能源互联网研究院智慧氢能实验室主任林今指出，电力系统是一个实时平衡系统，储能的调节非常关键，而氢能在跨季节的中长期调节方面优势突出。目前，国际上已开展了一些利用盐穴储氢的探索，主要目的是实现安全、高效、可靠储氢，并为电力系统提供储能服务。此外，容量市场等市场机制建设也是推动包括氢储能在内的储能产业持续发展的重要条件。

　　绿氢经济性、远距离运输等问题仍有待突破

　　目前，在氢的制、储、输、加、用等各个产业链环节中，仍存在一些瓶颈问题有待突破，这些问题制约了氢能产业的快速发展。

　　例如，根据制取方式和碳排放量不同，氢能可分为灰氢、蓝氢、绿氢等类型。其中，绿氢是通过光伏发电、风电等新能源电解水制氢。虽然绿氢更为清洁低碳，但制备成本较高，经济性远低于化石燃料制氢。

　　对此，张晋宾认为，从欧洲碳市场发展的经验来看，随着我国“双碳”进程的推进，可再生能源的绿色价值将逐步得到认可，碳价的提升会缩小可再生能源制氢与化石燃料制氢在成本方面的差距;另一方面，要继续加大技术攻关力度，力争显著降低可再生能源制氢的成本。

　　林今提出，利用弃风、弃光、弃水等可再生能源发电来制备氢气，可以在降低绿氢成本的同时，提高可再生能源发电的消纳水平。他认为，这一模式可以优先在西部风光资源丰富的地区探索，此外，在东部海上风电资源富集区也可以考虑。

　　另一方面，氢气的远距离运输瓶颈也有待突破。王剑晓表示，由于氢密度低，如果采用鱼雷车等运输方式，车辆本身的质量要远高于运输的氢，运输效率很低;而如果利用现有的常规材质的天然气等管道运氢，可能引发“氢脆现象”，造成安全隐患;如采用加强钢或其他复合材料来建设输氢管道，则会显著增加成本。

　　基于氢气远距离运输成本较高的现状，林今认为，目前，制取氢气后就地应用是一个更为现实的方式，这就需要各地在发展制氢产业的同时配套规划一些下游产业，实现产业之间的协同。

　　中国社会科学院数量经济与技术经济研究所能源安全与新能源研究室主任刘强认为，在氢的远距离运输问题尚未解决的背景下，把氢转换为甲醇、氨等衍生物，再进行运输和利用也是一个重要的思路。

　　此外，张晋宾指出，氢气泄漏引发的间接的温室效应值得重视。考虑到产业发展的安全性，需要推动研发更为经济、有效的氢泄露探测仪。

　　找准市场定位重点发力 实现氢产业有序发展

　　《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》为我国氢能发展设定了三阶段的目标，其中第一阶段，即到2025年，燃料电池车辆保有量达到约5万辆，部署建设一批加氢站;可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，成为新增氢能消费的重要组成部分。同时，明确坚持点线结合、以点带面，因地制宜拓展氢能应用场景，稳慎推动氢能在交通、储能、发电、工业等领域的多元应用。

　　刘强认为，相比钢铁、石油等成熟产业的规划，氢能产业尚处于导入阶段，因此规划的重点是培育市场。他认为，现阶段绿氢制备的经济性瓶颈仍存，短期内可先通过发展灰氢、蓝氢等将氢能市场做大，推动配套产业链的完善和核心技术的攻克，从而在中长期推动绿氢等成本较高的细分领域实现突破。

　　张晋宾认为，氢能作为技术密集型产业，有着一定的技术门槛。此前，我国的氢能发展主要聚焦于燃料电池车的相关技术，在氢能制、输、储、用等全领域技术攻关和应用示范方面仍存在局限，我国氢能产业总体还处于起步初期。“十四五”时期，我国氢能产业将实施多领域全链条布局，开展氢能制、储、输、用关键核心技术攻关，以多元应用场景和重大示范为突破口，统筹谋划我国氢能发展的破局之道。同时，还应整合各方优势和力量，推动产学研互动，共同推动氢能的技术突破和产业升级。

　　王剑晓表示，利用可再生能源制取的氢可以实现电能大规模储存，这就将不稳定的电能转化成了具有缓冲和储能作用的氢供应，之后氢能可用于化工、电力等各个领域，具体怎样使用取决于经济性，可行的氢能制—储—输—用技术路线最终是由市场来选择的。

　　在氢能应用的布局方面，林今认为，主要需考量两个因素：一是要具备一定的市场规模;二是要具备一定的溢价。结合这两个因素来看，氢能应用布局的重点和潜力领域包括化工、交通、电力等行业。

　　具体来看，在石化、合成氨、甲醇等化工领域，因为产业链条较长，绿氢较高的成本可以通过在下游生产较高附加值的产品来消化。在交通领域，虽然目前在乘用车赛道，锂电池等电化学电池市场份额更大，但在冷藏车、部分工业用车方面，氢燃料电池车具备一定优势。在电力领域，电—氢—电转化的效率并不高，难以消化绿氢的较高成本，但在满足数据中心等可靠性要求极高的电力需求方面，氢能具备优势。