氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一。目前，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已迎來窗口期。

 

一批產(chǎn)業(yè)集群涌現(xiàn)

 

北方，山東。全國(guó)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20噸，燃料電池車輛總推廣數(shù)已超過1000輛……“氫進(jìn)萬家”科技示范工程進(jìn)展迅速，該示范工程的整體目標(biāo)，將建設(shè)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(qū)、5個(gè)氫能小區(qū)等。

 

位于南方珠三角腹地的佛山市南海區(qū)，已聚集氫能企業(yè)和機(jī)構(gòu)超150家，涵蓋氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，形成超600億元投資規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群。

 

“示范應(yīng)用項(xiàng)目推動(dòng)著產(chǎn)業(yè)體系的構(gòu)建。”國(guó)家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心首席科學(xué)家陳文淼說，通過類似“氫進(jìn)萬家”這樣的示范工程，逐步擴(kuò)大氫能的應(yīng)用領(lǐng)域，擴(kuò)大使用場(chǎng)景，增加氫的使用量，最終可降低成本。

 

面對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)，我國(guó)通過五大示范城市群以及“氫進(jìn)萬家”等一批示范項(xiàng)目，持續(xù)推動(dòng)氫能在交通、建筑、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，帶動(dòng)氫能制、儲(chǔ)、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，也推動(dòng)了區(qū)域優(yōu)化布局。

 

據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，我國(guó)車用質(zhì)子交換膜、燃料電池系統(tǒng)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(tǒng)成為氫能產(chǎn)品的高技術(shù)亮點(diǎn)，具有國(guó)際領(lǐng)先水平；構(gòu)建了較為完整的氫能和燃料電池技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，燃料電池整車產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力也顯著增強(qiáng)，商用車的氫耗、續(xù)時(shí)里程、能啟動(dòng)等主要性能指標(biāo)持續(xù)優(yōu)化。

 

截至4月底，我國(guó)氫能燃料電池累計(jì)推廣量接近1.4萬輛，其中商用車超過1.3萬輛，商用車的推廣規(guī)模全球領(lǐng)先，而且實(shí)現(xiàn)了港口、礦山、環(huán)衛(wèi)、城建、公交、城際物流等重型作業(yè)及遠(yuǎn)程大宗商品運(yùn)輸全場(chǎng)景的覆蓋。

 

加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展較快。目前全國(guó)建成加氫站超過350座，位居全球第一。

 

“我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)正呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。”中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)徐念沙說，石油化工、煤化工、氫冶煉和氫儲(chǔ)能領(lǐng)域建設(shè)不斷加速。一批氫能產(chǎn)業(yè)集群正在涌現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域方興未艾，產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、創(chuàng)新鏈不斷完善。

 

中國(guó)石油管道局工程有限公司副總經(jīng)理李國(guó)輝展示了一張關(guān)于“西氫東送”全國(guó)氫能骨干網(wǎng)絡(luò)的未來規(guī)劃圖。“至2050年，基本上所有的氫都會(huì)通過管道來進(jìn)行輸送，我們構(gòu)建了聯(lián)通多地‘一橫一縱三支’的北方氫能大管網(wǎng)，全長(zhǎng)五六千公里；該規(guī)劃還包括長(zhǎng)三角、珠三角、川渝地區(qū)。”

 

儲(chǔ)運(yùn)仍是薄弱環(huán)節(jié)

 

寧夏，某天然氣摻氫降碳工程中試項(xiàng)目基地。研究人員正忙碌著，分析摻氫天然氣管道的分層現(xiàn)象，對(duì)摻混的不同比例進(jìn)行測(cè)試。

 

距其近千里之外的河南，從濟(jì)源到洛陽(yáng)之間，有一條25公里長(zhǎng)的純氫輸送管道，是國(guó)內(nèi)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(yùn)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(guó)輝說，我國(guó)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(qū)。消費(fèi)市場(chǎng)主要集中在東部地區(qū)。近期氫能儲(chǔ)運(yùn)主要服務(wù)區(qū)域內(nèi)就近短途運(yùn)輸，未來中長(zhǎng)距離儲(chǔ)運(yùn)需求較大。

 

歐陽(yáng)明高說，儲(chǔ)運(yùn)仍然是氫能全技術(shù)鏈的薄弱環(huán)節(jié)，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)還沒有出現(xiàn)。

 

“目前，我國(guó)已建成的有一定規(guī)模的純氫管道達(dá)3條，不到100公里，幾乎都是以煉油化工用氫為目的。針對(duì)天然氣摻氫長(zhǎng)距離混輸實(shí)踐，僅有幾家摻氫平臺(tái)試驗(yàn)。”李國(guó)輝說。

 

“到2050年，如果我們的氫能儲(chǔ)運(yùn)規(guī)模達(dá)到7000萬噸，其中大概一半以上是需要管道來輸送的，也就是3500萬噸，相當(dāng)于我們現(xiàn)在的天然氣管道的規(guī)模，可能需要的管道里程在15萬公里到20萬公里之間。”李國(guó)輝預(yù)測(cè)。

 

“亟待加快氫氣儲(chǔ)運(yùn)裝備開發(fā)能力建設(shè)。”中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院研究員李翔說，我國(guó)核心氫氣儲(chǔ)運(yùn)裝備能力建設(shè)欠缺，氫氣儲(chǔ)運(yùn)裝備材料、設(shè)計(jì)制造、安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)等方面均存在不少挑戰(zhàn)。

 

在公眾關(guān)注的燃料電池汽車技術(shù)方面，陳文淼說，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“買得貴、用得貴”的實(shí)際情況。

 

中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)張進(jìn)華認(rèn)為，與全球領(lǐng)先水平相比，我國(guó)燃料電池汽車技術(shù)整體上仍然存在著較大差距，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(shè)備、相關(guān)管閥件等對(duì)外依存度較高。大規(guī)模可節(jié)省能源制氫技術(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(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球已有30多個(gè)國(guó)家發(fā)布了氫能相關(guān)戰(zhàn)略，歐、美、日、韓等主要經(jīng)濟(jì)體都把綠氫作為長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略，并制定相應(yīng)政策。

 

2022年，我國(guó)發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035）》。根據(jù)規(guī)劃，到2025年，我國(guó)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(yīng)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(yīng)體系。到2035年，形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元?dú)淠軕?yīng)用生態(tài)。

 

“我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來窗口期，這也是世界氫能產(chǎn)業(yè)的窗口期。”專家認(rèn)為，在碳中和的愿景之下，綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為全球發(fā)展的一個(gè)共識(shí)，綠氫已成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。

 

李國(guó)輝說，氫能產(chǎn)業(yè)布局已經(jīng)遍布全國(guó)，30個(gè)省份將氫能寫入了“十四五”發(fā)展規(guī)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(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)技術(shù)攻關(guān)，提升產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平。”張進(jìn)華說，培育氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)具有重大意義的復(fù)雜系統(tǒng)工程，其技術(shù)創(chuàng)新難度高、能源供應(yīng)體系重塑挑戰(zhàn)大，任務(wù)十分艱巨，需要多方的高度協(xié)同、共同推進(jìn)。

 

“未來需要發(fā)展更加先進(jìn)的制氫技術(shù)。”國(guó)際氫能協(xié)會(huì)主席謝菲爾德說，目前綠氫還面臨一系列挑戰(zhàn)，如綠氫的制備技術(shù)門檻比較高，成本也比較高，未來對(duì)于綠氫制備的流程和設(shè)備還需要進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)其投資回報(bào)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，國(guó)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(shì)，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，發(fā)展氫能是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然選擇，未來應(yīng)加強(qiáng)各國(guó)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(xiàng)，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。