氫能作為潔凈、高效、可持續(xù)的“二次能源”，具有“零排放、零污染”的突出特性。氫能卡車相對于純電動重卡車，在續(xù)航里程、雙重供電模式、重載啟動都具有較大的實用優(yōu)勢，尤其在北方地區(qū)的冬季，氫燃料電池重卡的優(yōu)勢成倍顯現(xiàn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。圖為我國首條氫能重卡運(yùn)輸線在河鋼唐鋼新區(qū)正式商業(yè)運(yùn)營。 張小寶 攝
11月下旬，北京初冬的寒意難掩氫能源市場的火爆。在延慶區(qū)延慶鎮(zhèn)慶園街919路公交總站，加氫站員工正在將氫氣注入新能源大巴車。這是中國石化最新建成的一座加氫站。
在政策推動下，氫產(chǎn)業(yè)站上風(fēng)口。業(yè)內(nèi)人士透露，氫能頂層設(shè)計文件有望在近期出臺。據(jù)了解，化石能源制氫是我國主要制氫來源，占比六成以上，但其存在高碳排放量的“灰氫難題”。伴隨清潔能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，電解水制“綠氫”迎來曙光。
政策鼎力支持
“延慶區(qū)還有兩座加氫站正在抓緊建設(shè)，加上此前建成投產(chǎn)的中國電力中關(guān)村延慶加氫站以及距慶園街約5公里的北京石油王泉營加氫站，5座加氫站將共同承擔(dān)冬奧會的氫能保障工作，屆時可實現(xiàn)日加注氫氣6.2噸。”上述加氫站負(fù)責(zé)人介紹，慶園街加氫站每天可為80輛12米公交巴士提供加氫服務(wù)，日供氫能力可達(dá)1500公斤。
中國石化董事長馬永生表示，公司將氫能作為新能源核心業(yè)務(wù)加速發(fā)展，未來五年初步計劃總投資超過300億元。“十四五”期間，中國石化規(guī)劃建設(shè)加氫站1000座，加氫服務(wù)能力達(dá)到20萬噸/年。中國石化擁有3萬座加油站，擁有發(fā)展氫能業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢。
政策推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)，引導(dǎo)鼓勵氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時，為深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，將實施清潔柴油車（機(jī)）行動，推動氫燃料電池汽車示范應(yīng)用，有序推廣清潔能源汽車。
11月18日，交通運(yùn)輸部印發(fā)《綜合運(yùn)輸服務(wù)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，提出加快充換電、加氫等基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃布局和建設(shè)。北京、山東等地紛紛出臺氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及實施方案，并制定了具體建設(shè)目標(biāo)。根據(jù)《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案（2021-2025年）》，2025年前培育10家~15家具有國際影響力的產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)，京津冀區(qū)域累計實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模1000億元以上。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，到2025年我國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)1萬億元，氫氣需求量將接近6000萬噸，實現(xiàn)二氧化碳減排約7億噸。
氫能被認(rèn)為是極具發(fā)展前景的二次能源，具有清潔低碳、高熱值、高轉(zhuǎn)化率等優(yōu)勢。發(fā)展氫能對于能源領(lǐng)域節(jié)能減排、深度脫碳、提高利用效率意義重大。氫能產(chǎn)業(yè)鏈涉及廣泛，包含上游制氫、中游儲運(yùn)及下游應(yīng)用等環(huán)節(jié)。
發(fā)展“綠氫”成共識
在寶豐能源光伏制氫工廠，標(biāo)有“綠氫H2”“綠氧O2”的大型儲氣罐在陽光下矗立，車間里多個氫分離器、氫氣純化裝置有序排列，而距離工廠1公里的地方一片片光伏發(fā)電板鑲嵌在曠野里。
據(jù)寶豐能源氫能項目負(fù)責(zé)人王箕榮介紹，成片的光伏發(fā)電板組成20萬千瓦光伏發(fā)電裝置，加上產(chǎn)能為每小時2萬標(biāo)方氫氣的電解水制氫裝置，共同組成寶豐能源氫能產(chǎn)業(yè)項目。
“以光伏產(chǎn)生的電能作為動力，使用電解槽制取‘綠氫’和‘綠氧’，進(jìn)入寶豐能源的烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，替代過去的煤。‘綠氫’綜合制造成本僅為0.7元/標(biāo)方。”王箕榮預(yù)計，該項目年底前將有30臺電解槽投產(chǎn)，全部投產(chǎn)后可年產(chǎn)2.4億標(biāo)方“綠氫”和1.2億標(biāo)方“綠氧”，每年減少煤炭資源消耗約38萬噸，減少二氧化碳排放約66萬噸。未來，公司將向制氫儲能、氫氣儲運(yùn)、加氫站建設(shè)方向綜合發(fā)展，并通過與城市氫能源示范公交線路協(xié)作等方式拓展應(yīng)用場景，實現(xiàn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈一體聯(lián)動。
“綠氫”是指通過可再生能源轉(zhuǎn)化的電力電解水所制備的氫氣。電解水技術(shù)主要包括堿性水電解技術(shù)、質(zhì)子交換膜（PEM）電解水技術(shù)以及固體氧化物電解槽技術(shù)。
今年3月，隆基股份與朱雀投資合資成立氫能公司。隆基股份總裁李振國表示，發(fā)展“綠氫”需從降低電解水制取設(shè)備以及光伏發(fā)電成本方面著手。同時，提高電解槽效率，降低電耗。隆基股份的“光伏+制氫”模式，選擇堿性水電解作為發(fā)展方向。
“從設(shè)備制造成本看，質(zhì)子交換膜電解水的電極材料選用鉑、銥等貴金屬，設(shè)備制造成本居高不下。而堿性水電解選用鎳作為電極材料，成本大幅降低，可以滿足將來電解水制氫市場的規(guī)?；枨?。”李振國表示，近10年來，堿性水電解設(shè)備的制造成本已降低60%，未來通過技術(shù)和生產(chǎn)裝配工藝升級，可進(jìn)一步降低設(shè)備制造成本。
在降低光伏發(fā)電成本方面，李振國認(rèn)為主要包括兩部分：降低系統(tǒng)成本和提升生命周期發(fā)電量。“在全年光照1500小時以上地區(qū)，隆基的光伏發(fā)電成本技術(shù)上可以達(dá)到0.1元/度電。”
聯(lián)美控股計劃布局氫氣存儲及加氫站建設(shè)運(yùn)營等環(huán)節(jié)。聯(lián)美控股總工程師武海濱表示，氫能機(jī)會蘊(yùn)藏在交通運(yùn)輸、燃料電池以及儲能領(lǐng)域，氫能市場將是萬億元甚至十幾萬億元規(guī)模的大市場。
加氫站設(shè)備供應(yīng)商厚普股份董秘胡莞苓表示，厚普股份加大氫能源領(lǐng)域投資，已在加氫站設(shè)備領(lǐng)域成功研發(fā)出多項核心零部件，填補(bǔ)了國內(nèi)多項技術(shù)空白，且成本不斷下降。在加氫站建設(shè)領(lǐng)域，厚普股份已逐步形成從設(shè)計到部件研發(fā)、生產(chǎn)、成套設(shè)備集成、加氫站安裝調(diào)試和售后服務(wù)等覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈的服務(wù)能力。
此外，美錦能源將把上游氫氣供應(yīng)、中游裝備制造和下游運(yùn)營打造成產(chǎn)業(yè)平臺，為后期的清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。
資源共享突破瓶頸
目前，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存諸多掣肘。
有研科技集團(tuán)首席專家蔣利軍認(rèn)為，從制氫環(huán)節(jié)看，目前比較成熟的制氫方法有堿性水電解、水煤氣和重整制氫等，而PEM等新型電解水制氫方法正在加快推進(jìn)。“我國堿性水電解制氫裝備在成本上具有競爭力，但能效偏低，制取1立方米氫綜合能耗為5度~5.5度電，而國外可以控制在5度電以下。”
儲氫是目前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸。蔣利軍表示，理想的儲氫方式要求高儲氫密度、快速吸/放氫速度，同時要求使用壽命長、安全性能好、成本低。“目前，70兆帕下的高壓儲氫技術(shù)已在燃料電池汽車中廣泛使用。高壓車載儲氫技術(shù)已能滿足燃料電池汽車行駛500公里的要求，但仍需降低成本，提高儲氫密度。”而氫燃料電池的關(guān)鍵材料、氫氣循環(huán)泵等設(shè)備依賴進(jìn)口，存在技術(shù)壁壘，燃料電池可靠性也亟待提高。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈長，涉及的關(guān)鍵核心技術(shù)多。中集集團(tuán)總裁戰(zhàn)略顧問鄭賢玲表示，不少核心技術(shù)如燃料電池、PEM制氫、液態(tài)儲氫、碳纖維材料等與世界先進(jìn)水平還存在差距。
國金證券分析師張帥認(rèn)為，我國已在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上取得不少進(jìn)步。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是逐步推進(jìn)的過程，包括“足夠量的氫”“足夠量且便宜的氫”以及“足夠量且便宜的‘綠氫’”。
蔣利軍建議，以應(yīng)用為導(dǎo)向，以系統(tǒng)集成為主線，加快解決材料和部件的自供問題；以企業(yè)為主導(dǎo)，以資本為紐帶，集中國內(nèi)優(yōu)勢單位，建立協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，上下游密切結(jié)合，資源共享，快速研發(fā)；燃料電池汽車和分布式電站同步發(fā)展，分布式發(fā)電與可再生能源微電網(wǎng)密切結(jié)合。初期在示范車輛不足的情況下，加氫站宜建混合站，以油養(yǎng)氫。
“氫能核心關(guān)鍵技術(shù)已具備規(guī)?；a(chǎn)條件，原理上實現(xiàn)了閉環(huán)。未來在物聯(lián)網(wǎng)體系下，PEM制氫、可再生能源與氫的耦合可以獲得更高的綜合效率。”鄭賢玲說。
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