中國科學(xué)院院士歐陽明高

　　

　　《規(guī)劃》出臺前，氫氣被歸類為危險化學(xué)品，如今明確了氫的能源屬性

　　

　　當(dāng)可再生能源電力價格低于0.15元/千瓦時的時候，可再生能源制氫的經(jīng)濟(jì)性就能得以保障

　　

　　發(fā)展燃料電池汽車要避免兩個誤區(qū)：不能狹義地把氫燃料電池汽車等同于氫能；不要認(rèn)為氫和電是“二選一”的關(guān)系

　　

　　國家發(fā)展改革委、國家能源局近日聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》（以下簡稱《規(guī)劃》），這是我國首個氫能產(chǎn)業(yè)的中長期規(guī)劃，對氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展將發(fā)揮重要指導(dǎo)作用。

　　

　　我國是世界上最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，而且我國可再生能源裝機(jī)量全球第一，發(fā)展清潔低碳的氫能具有巨大潛力。目前，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)雖處于發(fā)展初期階段，但呈現(xiàn)積極發(fā)展態(tài)勢。

　　

　　為深入領(lǐng)會《規(guī)劃》的內(nèi)涵與戰(zhàn)略意義，準(zhǔn)確把握氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，《瞭望》新聞周刊記者專訪了中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授歐陽明高。

　　

　　他說，《規(guī)劃》科學(xué)分析了我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，明確了氫能在我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位、總體要求和發(fā)展目標(biāo)，提出了氫能創(chuàng)新體系、基礎(chǔ)設(shè)施、多元應(yīng)用、政策保障、組織實施等方面的具體規(guī)劃，為我國氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展描繪了宏偉藍(lán)圖。

　　

　　氫的能源屬性得到明確

　　

　　《瞭望》：《規(guī)劃》出臺后，氫能在我國能源體系中的定位和角色如何？對于我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有什么意義？

　　歐陽明高：首先，一個重要的背景是，在《規(guī)劃》出臺前，氫氣在我國并不是被當(dāng)作能源進(jìn)行應(yīng)用和管理，而被歸類為危險化學(xué)品，主要用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。新建的制氫項目均屬于“新建危險化學(xué)品生產(chǎn)項目”，被嚴(yán)格禁止在化工園區(qū)外新建、擴(kuò)建。

　　

　　《規(guī)劃》的出臺，可以說是業(yè)內(nèi)期盼已久。一個重要的原因是，《規(guī)劃》明確“氫能是未來國家能源體系的重要組成部分”，也就是明確了氫的能源屬性，這成為我國氫能產(chǎn)業(yè)的重要制度基礎(chǔ)，并且將對氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮重要指導(dǎo)作用。

　　

　　氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，并且氫能的質(zhì)量能量密度高、與電相比儲存成本低，是大規(guī)模、長周期儲能的理想選擇，可以被廣泛應(yīng)用于交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域，例如燃料電池車輛、氫能冶金等。

　　

　　作為一種二次能源，氫氣從何而來？解決氫源問題是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。我國已是世界上最大的制氫國，但煤制氫和天然氣制氫占比近八成，氯堿、焦?fàn)t煤氣、丙烷脫氫等工業(yè)副產(chǎn)氫占比約兩成，可再生能源制氫規(guī)模很小。

　　

　　《規(guī)劃》將清潔低碳作為氫能發(fā)展的基本原則，提出構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點發(fā)展可再生能源制氫，并提出嚴(yán)格控制化石能源制氫。

　　

　　化石能源制氫存在能量利用效率低、二氧化碳排放高等問題。氫能的戰(zhàn)略地位和經(jīng)濟(jì)合理性，主要取決于可再生能源轉(zhuǎn)型中的大規(guī)模長周期能量儲存與多元化終端利用的需求。所以發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，需要堅持綠色低碳路線，主攻可再生能源制氫，牢記發(fā)展氫能的初心使命。

　　

　　從中長遠(yuǎn)發(fā)展看，可再生能源制氫規(guī)模潛力更大，更加清潔可持續(xù)，將成為重要?dú)湓础Ｔ诖嘶A(chǔ)上發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，對構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，具有重要意義。

　　

　　“對癥下藥”破解發(fā)展難點

　　歐陽明高：氫能技術(shù)鏈條長、難點多，而且我國氫能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期，與國際先進(jìn)水平存在一定差距，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)性還不能完全滿足實用需求，亟需從氫能制備、儲運(yùn)、加注、燃料電池、氫儲能系統(tǒng)等主要環(huán)節(jié)創(chuàng)新突破。

　　

　　我國應(yīng)面向氫能科技前沿開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。例如，電解水制氫催化劑和陰離子膜、光電催化制氫、基于超導(dǎo)強(qiáng)磁場高效磁制冷的氫液化循環(huán)以及中壓深冷氣態(tài)儲氫、新一代固體氧化物燃料電池和能夠可逆運(yùn)行的SOFC/SOCE等新一代氫能科技。此外，相比于電化學(xué)動力電池，我國氫燃料電池在技術(shù)儲備、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、人才隊伍等方面有一定進(jìn)步空間。

　　

　　可再生能源制氫在生產(chǎn)-儲運(yùn)-利用全鏈條上也存在能源轉(zhuǎn)化效率問題，效率問題會轉(zhuǎn)化為成本問題。與電相比，氫的制取成本高但儲存成本低，當(dāng)可再生能源發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的成本足夠低時，例如每千瓦時0.15元人民幣以內(nèi)，氫的儲存成本將逐步成為主要成本。而且制氫作為風(fēng)電光伏發(fā)電的長周期儲能方式，可以大幅提高可再生能源的利用率，這些因素疊加將使綠色氫能具備技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

　　

　　為重點突破“卡脖子”技術(shù)，《規(guī)劃》提出具體舉措。持續(xù)提升關(guān)鍵核心技術(shù)水平，包括加快推進(jìn)質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)關(guān)鍵材料，提高主要性能指標(biāo)和批量化生產(chǎn)能力，持續(xù)提升燃料電池可靠性、穩(wěn)定性、耐久性等，力爭構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的技術(shù)體系。

　　

　　著力打造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新支撐平臺，聚焦氫能重點領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，構(gòu)建多層次、多元化創(chuàng)新平臺，加快集聚人才、技術(shù)、資金等創(chuàng)新要素。并支持高校、科研院所、企業(yè)加快建設(shè)重點實驗室；依托龍頭企業(yè)整合行業(yè)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新資源；支持專精特新中小企業(yè)參與氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，充分發(fā)揮各市場主體作用。

　　

　　推動建設(shè)氫能專業(yè)人才隊伍，以氫能技術(shù)創(chuàng)新需求為導(dǎo)向，支持引進(jìn)和培育高端人才，提升氫能基礎(chǔ)前沿技術(shù)研發(fā)能力。加快培育氫能技術(shù)及裝備專業(yè)人才隊伍，夯實氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新基礎(chǔ)，建立健全人才培養(yǎng)培訓(xùn)機(jī)制。

　　

　　積極開展氫能技術(shù)創(chuàng)新國際合作，鼓勵開展氫能科學(xué)和技術(shù)國際聯(lián)合研發(fā)，推動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵核心技術(shù)、材料和裝備創(chuàng)新合作，積極構(gòu)建國際氫能創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈。不斷凝聚各方創(chuàng)新成果，推動形成國際氫能應(yīng)用良好生態(tài)。

　　

　　從地域上看，目前我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在氫氣資源地域供需錯配的問題。“三北”地區(qū)可再生能源豐富，而東南沿海氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展快且氫氣需求量大。對此，《規(guī)劃》明確，“重點在可再生能源資源富集、氫氣需求量大的地區(qū)，開展集中式可再生能源制氫示范工程，探索氫儲能與波動性可再生能源發(fā)電協(xié)同運(yùn)行的商業(yè)化運(yùn)營模式。”

　　

　　2020 聯(lián)合國開發(fā)計劃署氫能產(chǎn)業(yè)大會上展出的氫燃料電池?zé)o人機(jī)（2020年10月19日攝） 鄧華攝/本刊

　　

　　氫能交通是氫能利用的先導(dǎo)領(lǐng)域

　　歐陽明高：當(dāng)前對氫的價格承受力相對較強(qiáng)的是汽車，所以汽車是氫能應(yīng)用重點發(fā)展的方向之一。但需要注意的是，氫能交通僅是氫能利用的先導(dǎo)領(lǐng)域，而非全部，其使命是帶動氫能的全面應(yīng)用和發(fā)展。

　　

　　《規(guī)劃》提出“到2025年，燃料電池車輛保有量約5萬輛，可再生能源制氫量達(dá)到10萬～20萬噸/年”的發(fā)展目標(biāo)。從量上講，可再生能源制氫量是可以滿足燃料電池車輛使用的；從品質(zhì)上講，可再生電力電解水制氫純度很高，能夠滿足燃料電池對氫純度的高要求，可以避免加氫站、儲氫瓶和燃料電池受腐蝕或中毒等問題。

　　

　　發(fā)展燃料電池汽車要避免兩個誤區(qū)。第一，不能狹義地把氫燃料電池汽車等同于氫能，因為燃料電池汽車只是氫能應(yīng)用的一個場景。未來，氫能不會僅僅應(yīng)用在交通領(lǐng)域，還將與可再生能源結(jié)合，在交通、工業(yè)、建筑等主要耗能領(lǐng)域替代化石能源。

　　

　　氫和電不是“二選一”的關(guān)系。氫燃料電池汽車現(xiàn)在和未來都不會取代純電動汽車，純電動汽車和氫能汽車，或者說電池和氫能是互補(bǔ)關(guān)系而非矛盾關(guān)系。在乘用車和輕型商用車領(lǐng)域，以動力電池驅(qū)動的電動汽車擁有明顯的優(yōu)勢。氫能交通未來的主要發(fā)展方向是大型商用車領(lǐng)域，例如公交、長途重型卡車等，二者將共同構(gòu)成新能源交通的格局。

　　

　　我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比純電動汽車產(chǎn)業(yè)滯后約十年，目前仍處于產(chǎn)品導(dǎo)入期，正在進(jìn)入應(yīng)用成本快速下降的成長期。根據(jù)國內(nèi)外主要?dú)淙剂想姵貜S商的產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)，預(yù)計今后十年燃料電池成本將大幅下降、性能穩(wěn)定提升。

　　

　　可以預(yù)見的是，我國氫能需求量會呈現(xiàn)迅速上漲的態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國氫燃料電池汽車?yán)塾嫳Ｓ辛窟_(dá)7000多輛。如果到2025年，燃料電池車輛保有量按《規(guī)劃》提出的達(dá)到5萬輛，對于氫氣的需求量將大幅增長。這也意味著，加氫站等氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要跟上。《規(guī)劃》也提出，堅持需求導(dǎo)向，統(tǒng)籌布局建設(shè)加氫站，有序推進(jìn)加氫網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)。

　　

　　《瞭望》：“示范先行”是《規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)的重點之一，我國哪些地區(qū)適合布局氫燃料電池汽車？地方如何因地制宜發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)？

　　歐陽明高：在氫能產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌布局、應(yīng)用場景拓展創(chuàng)新等方面，要因地制宜、量力而行，避免急功近利、盲目投入。正如《規(guī)劃》指出的那樣，各地要結(jié)合資源稟賦特點和產(chǎn)業(yè)布局，因地制宜選擇制氫技術(shù)路線，逐步推動構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系。

　　

　　目前，我國純電動汽車應(yīng)用區(qū)域主要集中在東部、中部和南部，而北部、東北部、西北部則分布較少，原因是這些地區(qū)冬季溫度低，動力電池的續(xù)航里程在冬季會大幅縮減。相比之下，氫燃料電池受溫度影響較小，電池余熱可靈活轉(zhuǎn)化利用，并且北部、東北、西北地區(qū)的可再生能源資源較為豐富，由可再生能源制取的氫能供應(yīng)能力強(qiáng)，氫燃料電池汽車具有較大的市場潛力。例如，河北省張家口市是經(jīng)國務(wù)院同意設(shè)立的可再生能源示范區(qū)。借力2022年“綠色”冬奧契機(jī)，張家口部署實施了一批氫能項目，產(chǎn)業(yè)投資達(dá)200億元，初步實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)區(qū)域性集聚發(fā)展。

　　

　　從產(chǎn)業(yè)的角度來看，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)扎實、科技實力強(qiáng)、財政能力強(qiáng)的地方適合布局氫產(chǎn)業(yè)。從資源、能源的角度來看，建議盡可能在能源基地和可再生能源豐富的地方發(fā)展氫產(chǎn)業(yè)。

　　

　　發(fā)展氫能是長期事業(yè)，并不能馬上實現(xiàn)高產(chǎn)值、高收益，這是一個循序漸進(jìn)的系統(tǒng)工程，各地不應(yīng)盲目上馬氫能項目。目前適宜發(fā)展氫能的地區(qū)需要可再生能源豐富、科技實力強(qiáng)、資金實力強(qiáng)、有龍頭企業(yè)能整合產(chǎn)業(yè)鏈，還應(yīng)有豐富的應(yīng)用場景和市場。（文 | 余蕊 《瞭望》新聞周刊記者 賈雯靜 實習(xí)生 王越千）