四點理清我國氫能（néng）發展之路

在近日結束的“2019中國電動汽車百人（rén）會論壇”上，多位領導（dǎo）專家發表了對我國氫燃料電池產業的看法和建議，從中不難看出“氫能 時代”即將來臨，行業迎（yíng）來規模化、商業化發展機遇。

人類過（guò）去百年的能源進化史，本質上就是碳氫比的調整史，氫含量不斷提高，能量密度也隨之不斷提高。氫氣基礎能量密度是汽油的三倍。

因此，未來從碳能源轉向氫能源是大勢所趨，氫能源有望成為下一代基礎能源。

氫燃料電池在能源密度和快速充氫上（shàng）具有優勢，發展前景較好，但（dàn）存在技術（shù）難題。中國石化經（jīng）濟技術研究院專家指（zhǐ）出（chū），目（mù）前的主要問題包括氫（qīng）氣和電（diàn）池(催化劑（jì）)生產成本高、儲氫材料量產及成本降低（dī）難以實現突破等。

從長遠看，包括氫燃料電池車在（zài）內的新能（néng）源汽車的關鍵技術終將實現質的突破，將從根本上改變目前以石油為基礎的能源格（gé）局。

石化企業可在氫氣供應、加油加氣-充電-加氫一體化運營，以及汽車（chē）輕量化材料、高端化材料開發（fā）方麵適時介入新能源汽車產業鏈，實現石化產業鏈的轉型與調整（zhěng），培育（yù）新的利潤增長點。

未來能源的替代可能

“發達國家把氫作為能源管理，創製了科學安全的氫加注站建設和車載氫罐技術標（biāo）準及監測體係，有力地推動了燃料電（diàn）池汽車商業化。建議借鑒先進經驗，盡快破除標準檢測障礙（ài）和市場準入壁壘，加強和完善氫能生產、儲運和供銷體係建設，及時的推動燃（rán）料（liào）電池產（chǎn）業的產業化。”全國政協副主席、中國科學技術協會（huì）主席萬鋼在中（zhōng）國電動汽車百人會(2019)論壇中表示。

迄今為止，人類（lèi）曆史上已發（fā）生（shēng）過兩次能源革命（mìng）。第一次能源革命是煤炭取代木材（cái）成為主（zhǔ）導能源，第二次能源革命是石油取（qǔ）代煤炭成為主導能源。

盡管目前化石能源仍居主導地（dì）位，但是考（kǎo）慮到化石能源資源（yuán）的（de）緊缺性（xìng）日益凸顯，汽（qì）車排放造成的環境汙染和石油資源枯竭正日益加劇，尋找清潔的替代（dài）能源（yuán）是每一個國家必（bì）須（xū）解決的（de）問題。

燃料電池（chí）完全不進行燃料燃燒，而是通過電化學反應（yīng）直接（jiē）將燃料的化學能轉化成電能（néng），因此能（néng）量轉化效率可高達45%～60%，約是內（nèi）燃機的兩倍（bèi），隨著（zhe）技術的進步還可以（yǐ）更高。

氫燃料電池汽車不排放（fàng）硫化物、氮氧化物等有害氣體，也不產生溫室氣體二氧（yǎng）化碳。氫燃料電池汽車不（bú）存在純電動（dòng）車充電時間長、續航（háng）裏程短（duǎn）的弊病。

早（zǎo）在20世紀60年代，燃料電池就（jiù）因其體積小，容量大的特點成功應用於（yú）航天領域。

進入70年代後，隨著技術的不斷進步，氫燃料電（diàn）池逐步被應用（yòng）於（yú）發電和汽車（chē）。

如今，伴隨各類電子智能設備的崛起及新（xīn）能源汽（qì）車的風靡，氫燃料電池主要應用於固定領域、運輸領域、便攜式領域等三大領域（yù）。

目（mù）前氫燃（rán）料電池的主流發展方向是氫燃料電（diàn）池汽車。燃（rán）料電池直接將（jiāng）燃料的化學能轉化（huà）成電（diàn）能，能（néng）量轉換效率高。相比純電動車搭載的動力鋰電池，氫燃料電池質量輕，補充（chōng）能量的時間短，加氫隻需（xū）3至（zhì）5分鍾（zhōng），續航裏程（chéng）長，大（dà）於600千米。

麵對需（xū）求缺口，中國欲“彎道（dào）超車”

據了解，氫能（néng）源公交車加（jiā）一次氫氣隻需要（yào）5～10分鍾，一天隻需加氫氣一次，能跑（pǎo）400公裏。

從第一台燃料電池車1966年問世，曆經31年靜默（mò）期，美日和（hé）歐盟重新認識到，氫燃料電池除了軍工國防的作用外，還能廣泛應用在（zài）能源互聯網、新能源汽車等領域。

於是2000年前後，燃料電池汽車的應用開始被發達國家所關注。

在那之（zhī）後，一些國家（jiā）通過建立能源法案、能源戰略、技術路線（xiàn）圖等途徑，積（jī）極發展（zhǎn）氫能源在內的清（qīng）潔能源，嚐試以此減少（shǎo）對傳統一次（cì）能源的依賴。

從全球加（jiā）氫站建設來看，國外加氫站設施建設更為（wéi）完善，發展較為迅速。

目前，大（dà）力發展燃料（liào）電池（chí）汽車加（jiā）氫站的國家主要由美國、德國、日本，並製定了長期（qī）的發展規劃，其中日本成為世界上加氫站最多的（de）國（guó）家。

據統計，全球目前建成的（de）加氫站已經超過了300座（zuò）。相比國外，我國加氫（qīng）站發展（zhǎn）較為滯後。

近年來，我國對發展氫能（néng）產業高度重視，出台了係列有利於氫（qīng）能和（hé）發展的相關產業政策。2016年4月，國家發展改革委、國家能（néng）源局等聯合發布的《能源技術革命創新行（háng）動計劃(2016—2030年)》，提出了能源技術革命重（chóng）點創（chuàng）新行動路線圖，部署了15項具（jù）體任務，“氫能與燃料電（diàn）池技術創新”位列其中，標誌著氫能產業已被納入國家能（néng）源戰略。

2016年6月，國家發展改革委、能源局（jú）、工信部聯合發布《中國製造2025-能源裝備實施方案》將燃（rán）料電池和（hé）氫能開發利用作為專門章（zhāng）節;被《國家創新驅動發展戰略綱要(2016)》列為引領產業變革的顛覆性技術;2017年（nián），國家能源局批準多項棄風（fēng）棄光製氫儲能（néng）項目;2018年1月，國家科技部已（yǐ）將“可再生能源與氫能技術 ”列入重點專（zhuān）項，積極加以支持研究。

從各國氫（qīng）能源產業規劃來看（kàn），多（duō）數國家是以氫燃料電池為突破口，逐步（bù）完善氫能源產業配套，並在2040～2050年實現氫（qīng）能源（yuán）社會。

國際氫能委員（yuán）會發布（bù）的《氫能源未來發展趨勢調（diào）研報告》顯示，到2050年（nián），氫能源（yuán）需求將是目前的10倍，到2030年，全球燃料（liào）電池乘用車預計將達（dá）到1000萬至1500萬輛。

在這一輪新“競賽”中，中國正摩拳擦掌準備“彎道超車”。

技術進步促（cù）成本下降

實現氫燃料電池車在世界範圍內的領先和“彎道超車”，仍需解決全產業鏈的（de）多個難題，其中氫氣的製備、存儲技術難題需要（yào）首先解決。

中國可再生能源協會專委會主任蔣利軍教（jiāo）授認為，氫能源的製作和儲運方麵仍有許多需要攻克的問題（tí）。

製氫方麵，以化石原料製氫的技術如煤製氫、51吃瓜网（qì）製氫等已經非常成熟，但仍然麵臨碳排放（fàng）問（wèn）題。不額外產生碳排放的工業副產氫——丙（bǐng）烷脫氫（qīng）、乙烷裂解（jiě）和氯堿化工等值得重視。可再生能源發電的成本有持續（xù）降低的潛力，未來（lái）基於可再生能源大規（guī）模電解（jiě）水製氫，將成為氫能產業的主要氫源。

目前（qián）氫氣的儲（chǔ）存方式主要由三種：高壓氣態儲存、低溫液態儲存、固態（tài）吸氫材料儲存。高壓氣（qì）態（tài）儲氫目前（qián）應用最廣泛，常用35Mpa和70Mpa壓力等級。對於大規（guī）模氫氣儲運，液氫在安全性、儲氫量、成本、擴容能力和氫氣品質等方麵具備優勢。

我國氫氣運輸體係也尚不完善。

氫氣輸送方式（shì）主要有氣（qì）氫輸送、液氫輸送等。

目前，世界氫能產業比較發達的地區，如歐洲、北美和日本（běn）等都（dōu）在發展氫能產業的同時，重點推進氫（qīng）液化和液氫儲運加氫等基礎（chǔ）設施建設。但液化1kg的氫（qīng）氣（qì）需要耗電4-10千瓦時（shí），液（yè）氫的存儲也需要耐超低溫和保持超低溫的特殊容器，成本較高。

氣氫輸送分為管道輸送（sòng）、長（zhǎng）管拖車和（hé）氫氣鋼（gāng）瓶輸送。

管道輸送一般用於（yú）輸送量大的場合，美國、加拿大及歐洲多個工業（yè）地區都有氫氣管道，目前氫氣管（guǎn）道總長度已（yǐ）經超過1.6萬千米，法國（guó）和比利時之（zhī）間建有世界最長的（de）輸氫管道，長約400千米。

長管拖車運輸（shū）距離不宜太遠，用於輸送量不大的場合;

氫氣（qì）鋼瓶則用於輸（shū）送量小且用戶比較分散的場合。

液氫輸送一般采用（yòng）罐車和船（chuán），可進行長距離輸送。

目前氫氣輸送網絡係統（tǒng）尚不成熟，不（bú）利於氫燃料（liào）電池技術大規模商用化應（yīng）用。

此外，氫能和燃料電池的技術創新與產業發展，是典型的跨領域創新發展的過程。

為了使氫（qīng）燃料（liào）電（diàn）池降低成（chéng）本和提（tí）高（gāo）耐（nài）久（jiǔ）性，技術進（jìn）步是降低氫燃料電池產業化成本的首（shǒu）要手段（duàn）。

攻克的目標主要指向膜電極組件和雙極板：現有（yǒu）的高分子質子交換膜（mó）生產工藝複雜，急需改進和優化，比如降低催化（huà）劑中鉑含量（liàng），提高利用率。將（jiāng）金屬和石（shí）墨複合製成的複合雙極板（bǎn）性能優良，且加工工（gōng）藝相對（duì）簡（jiǎn）單，材料成本也較低，可以重點發展用以替（tì）代脆（cuì）性大（dà）的石墨雙極（jí）板。

成（chéng）本（běn）的降低不僅依靠技術的（de）進步，而且有賴於規模化生（shēng）產。

美國能源局經過測算，認為隻有（yǒu）當（dāng）燃料電池的成本降至50美元/千瓦時，才能與內燃機（jī） 汽車（chē）相競爭。

基礎設施鋪設待提速

在氫能源汽車（chē）產業鏈上， 加氫站是（shì）上（shàng）遊製氫運氫與下遊燃料電（diàn）池汽車應用（yòng）的重要樞紐。完善加（jiā）氫站的建設，有利於加快氫能源汽車的普及和技術研發進程。

據勢銀智庫統計，截止2017年年底，全（quán）球目前約有328座加氫站。截止2018年3月，日本是第（dì）一（yī）個達到100座加氫站的國家。

據不完全統計，截（jié）至2018年12月（yuè），中國共有25座建成的（de）加氫站，另有多座在建，全國各地很多城市的加氫站也都在建設/規劃中， 據估（gū）計，2019年預計（jì）將達到100座左右。

根據全國氫能標準化技術（shù）委員會《中國氫（qīng）能產業（yè）基礎設施發展藍皮書》(2016)，為氫燃料電池基礎設施建設設定了（le）近期、中期及遠期目標。

規（guī）定2020年在京津冀、長三角、珠三角、武漢等氫能與燃料（liào）電池產業發達地區率先實現氫能汽車及加氫站的規模化推廣應用，建成小規模的氫基礎設施網（wǎng）絡，加氫站總數達（dá）100座以上;固定式燃料發電達20萬千瓦，燃料電池運輸車輛達到1萬輛。

2030年（nián），燃料電（diàn）池（chí）車輛保有量達200萬輛，加氫站總數達1000座以上，初步（bù）形成與燃料電池車輛保有量相匹配的供氫網絡。

2050年，加氫站服務區域覆蓋全國氫能產業發達地區，參照加油站分布狀況及要求，完成高速公路加氫站布局;燃料電池車輛保有量達到1000萬輛。

同濟大（dà）學汽車學（xué）院（yuàn）副教（jiāo）授呂洪指出，對氫能的認識和戰略定位至關重要。

雖然我國已在國家戰略層麵明確將氫能作為能源架構中的一個重要組成部分，並將燃料電池汽（qì）車定位為我國汽車行業發（fā）展的主（zhǔ）流方向之一（yī），但如（rú）果仍將氫氣歸屬於危險化學品而非能源，會導致（zhì）難以在普通消費者群體中進行（háng）產品的推廣和普（pǔ）及（jí）。

專家指出，加氫站的建設必須由點及線、由線到（dào）麵地進行布局。氫能源汽車通常優先發展商用客車。

加氫站早起的（de）布置可以選（xuǎn）區（qū）公交線路的起點和終點進行建設，然後在公交線路（lù）的沿途增設適當的數量，這是由點（diǎn）及線的過程。

氫能源商用車促進加氫站網絡（luò）線的形成，氫能源乘用車加氫也會變得便捷（jié）起來。氫能源乘（chéng）用車的能源補給服務得到（dào）完善，又會促進加氫站由線拓展到麵，進而（ér）逐漸（jiàn）形（xíng）成完整的區域化加氫網絡。

加氫站的結構與加（jiā）油站相差（chà）不大，可以通過適當的（de）手段將加油站改造成加氫（qīng）站。

我國有世界上最龐（páng）大的汽車（chē）消費市場，對（duì）能源結構的轉型需求迫切，對氫燃料電池汽車的扶持政策十分優越，且產業鏈也在加緊布局，這些條件都（dōu）為氫能源汽（qì）車在中國的發展提供最佳契機。