氫能崛起 能源終結(jié)者？鴻溝深似海 氫能向陽生

冬奧會(huì)閉幕，冬殘奧會(huì)接棒。細(xì)數(shù)冬奧會(huì)發(fā)生的種種，不僅僅是運(yùn)動(dòng)員帶來的精彩令人感動(dòng)，冬奧的綠色科技也是不能讓人忽視的風(fēng)光。從基礎(chǔ)設(shè)施各大場(chǎng)館的改造與建設(shè)，到冰場(chǎng)的零排放二氧化碳制冰，冰雪賽道的節(jié)能造雪，全場(chǎng)館綠色電能的供應(yīng)，賽事交通服務(wù)等。一場(chǎng)極致的綠色科技賽事，無不展現(xiàn)著綠色冬奧的主旨，讓人大飽眼福。

拿交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)來說，各類新能源車齊齊上陣，不僅包括我們常見的純電動(dòng)車，傳統(tǒng)能源車，也包括一些氫燃料車。整體的冬奧運(yùn)輸保障中節(jié)能與清潔能源車輛在小客車中占比100%，在全部車輛中占比85.84%，為歷屆冬奧會(huì)中含綠素最高。

氫燃料車的展示，可謂是目前來全球范圍內(nèi)最大的一次集中示范，吸引了眾多的目光關(guān)注，也是冬奧會(huì)場(chǎng)中不可或缺的一抹亮色。根據(jù)冬奧組委公布的數(shù)據(jù)，本屆冬奧會(huì)示范運(yùn)行超1000輛氫能源汽車，并配備30多個(gè)加氫站，積極投入的氫能燃料車的廠商包括豐田汽車、北汽集團(tuán)、宇通客車、福田汽車等車企。在這個(gè)最大的盛會(huì)中，以冬奧為契機(jī)集中展現(xiàn)了氫能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用潛力。

借助冬奧的機(jī)遇，氫能產(chǎn)業(yè)被推向世界的舞臺(tái)，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在這個(gè)世界窗口中被行業(yè)議論紛紛，那么，在未來碳中和重構(gòu)的新能源格局下，氫能產(chǎn)業(yè)到底將扮演怎樣的角色？

氫能崛起

氫能作為清潔、高效、安全、可持續(xù)的新能源，被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉搭愋椭唬谀茉?、交通?a target="_blank">工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，有著巨大的市場(chǎng)潛力。

在歐美日等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，早已將氫能納入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，并出臺(tái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和支持政策。國內(nèi)將氫能定位戰(zhàn)略能源技術(shù)，政策利好也在逐步釋放。2019年氫能首次被寫入政府工作報(bào)告，2020年《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》第一次將氫能列為能源范疇，同年氫能納入年度國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃，并啟動(dòng)燃料電池汽車示范推廣及國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃編制。

2021年3月，氫能正式被納入“十四五”規(guī)劃綱要草案。截至2021年，我國政府累計(jì)支持氫能及燃料電池研發(fā)經(jīng)費(fèi)超過20億元；2021年12月，工業(yè)和信息化部印發(fā)的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》也提出，加快氫能技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)氫能多元利用。

追溯本源，氫能產(chǎn)業(yè)得到全世界各國的大力支持與發(fā)展，與能源結(jié)構(gòu)、能源趨勢(shì)的變化需求不無關(guān)系。碳達(dá)峰、碳中和的長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)，化石能源的枯竭、污染、氣候等問題，都加速著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。我們自己的能源國情是多煤少氣缺油，石油和天然氣都需要進(jìn)口來解決資源緊缺的問題，其中石油75%依靠進(jìn)口，天然氣50%依靠進(jìn)口，并且進(jìn)口比例仍在逐年增大。

無論是減碳還是能源安全的把控，都在驅(qū)動(dòng)著我們朝著氫能產(chǎn)業(yè)的深處走去。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，全國有30個(gè)省份、150多個(gè)城市在其“十四五”規(guī)劃中提及氫能發(fā)展，有50多個(gè)城市出臺(tái)了地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃。根據(jù)各省區(qū)市規(guī)劃目標(biāo)，到2025年全國將建成加氫站超過1000座，推廣氫燃料車超過54000輛。

從氫能的產(chǎn)業(yè)政策、研究、基礎(chǔ)設(shè)施的不斷構(gòu)建與完善，到真金白銀的推廣示范區(qū)的建立，都反映著我們對(duì)能源系統(tǒng)改革的決心，加速著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展改造，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)再度迎來發(fā)展熱潮。

“身份牌”：多能耦合

我們知道氫氣并不是天然存在于自然界的能源，必須通過技術(shù)的制備才能產(chǎn)生，是一種典型的二次能源。因?yàn)橹苽涞哪茉聪奶寂挪煌?，也被分為三種類別，用清潔能源電解水的制備被稱為綠氫，用化石燃料煤炭天然氣等制灰氫、藍(lán)氫。煤制氫與天然氣制氫因?yàn)槌杀据^低，應(yīng)用也最為廣泛，是主要的氫氣生產(chǎn)來源，占總產(chǎn)量的90%以上。

在氫能實(shí)際的落地應(yīng)用中，最被人廣泛認(rèn)知的是在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用，相比于電動(dòng)車，氫燃料電池車“加氫5分鐘，續(xù)航800公里”，耐低溫，續(xù)航高，真正規(guī)避了電動(dòng)車的所有痛點(diǎn)，還能實(shí)現(xiàn)零排放，無污染，幾乎是完美的能源車。

不過發(fā)展氫能不僅僅是為了交通，雖然出行是萬億級(jí)別的消費(fèi)場(chǎng)景，但在氫能源系統(tǒng)的棋局中，在碳中和大循環(huán)的背景下，出行并不是氫能的主戰(zhàn)場(chǎng)。氫能擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，也包含在能源電氣化后的工業(yè)生產(chǎn)和電網(wǎng)系統(tǒng)的儲(chǔ)能調(diào)配中。

在工業(yè)領(lǐng)域中，現(xiàn)階段約90%的氫氣主要用于化工工業(yè)生產(chǎn)甲醇、氨等工業(yè)產(chǎn)品，約10%的氫氣用于玻璃制造業(yè)、半導(dǎo)體制造業(yè)、多晶硅行業(yè)、食品行業(yè)、航空航天、鋼鐵等行業(yè)。不過受限于目前氫能供應(yīng)波動(dòng)性較大、氫能生產(chǎn)產(chǎn)量與需求不匹配等現(xiàn)實(shí)情況，氫能在化工工業(yè)上的應(yīng)用有限。但可預(yù)見的未來，隨著制氫的成本下降，在耗能大戶的工業(yè)領(lǐng)域，氫能作為清潔能源，將會(huì)是減碳排的主力應(yīng)用能源之一，滿足工業(yè)需求。

除了工業(yè)領(lǐng)域外，在風(fēng)電光伏的可再生能源儲(chǔ)存中，氫能作為優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)能對(duì)象也會(huì)發(fā)揮作用。我們知道在能源領(lǐng)域，風(fēng)電與光伏已經(jīng)被大規(guī)模的推廣與應(yīng)用，但因?yàn)槟茉吹挠行?chǔ)備問題，已經(jīng)成為其發(fā)展的瓶頸之一。

如果將用不完的電能與風(fēng)能，通過電解水轉(zhuǎn)化成“綠氫”，在夜晚為整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)“削峰填谷”，也可以替代掉部分昂貴的鋰電儲(chǔ)能電池。目前眾多的光伏企業(yè)都開始瞄準(zhǔn)了氫能，作為打開增長(zhǎng)的新空間。

2021年3月，隆基股份通過全資子公司隆基綠能創(chuàng)投與上海朱雀投資合資成立西安隆基氫能科技有限公司，計(jì)劃大力發(fā)展光伏制氫；同月，陽光電源也發(fā)布大功率的SEP50 PEM制氫電解槽；5月晶科科技公布了布局光伏制氫的消息；協(xié)鑫新能源隨后也成立高達(dá)100億元的氫能產(chǎn)業(yè)投資基金；林洋能源在8月宣布成立合資公司正式進(jìn)軍氫能。氫能產(chǎn)業(yè)被光伏風(fēng)電企業(yè)們作為價(jià)值投資錨定，開始了爭(zhēng)相的研究與布局。氫能產(chǎn)業(yè)的價(jià)值將會(huì)成為新一輪的投資風(fēng)口。

據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)，到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達(dá)到10%，氫需求量將由目前的2000多萬噸提升至約6000萬噸，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約12萬億元。

無論是作為儲(chǔ)能的屬性，還是清潔能源的屬性，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)氫能的地位將變得越來越重要，不過氫能產(chǎn)業(yè)也只是能源系統(tǒng)中的一環(huán)，并不能完全代替其他能源，甚至是淘汰掉其他能源。因?yàn)轱L(fēng)光電化石等能源的獨(dú)特屬性，只使用一種能源是不能解決所有的需求問題，未來的能源體系統(tǒng)注定是朝著低碳、多能耦合的方向發(fā)展。而氫能作為能源系統(tǒng)中重要的一環(huán)，其產(chǎn)業(yè)的價(jià)值也會(huì)在交通、工業(yè)、電網(wǎng)儲(chǔ)能等全面開花。

羈絆與終結(jié)

梳理人類使用能源的蹤跡脈絡(luò)，從化石能源到清潔能源的轉(zhuǎn)變，也不過幾十年，小時(shí)候的節(jié)能減排口號(hào)逐漸成為戰(zhàn)略與發(fā)展的必需品被強(qiáng)制要求。整個(gè)世界的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展都開始向低碳轉(zhuǎn)變。

氫能成為重要的新能源產(chǎn)業(yè)方向，無論是技術(shù)儲(chǔ)備還是產(chǎn)業(yè)規(guī)模，氫能產(chǎn)業(yè)都開始走向了爆發(fā)的臨界點(diǎn)。目前我國的氫產(chǎn)量大概占世界1/3，是世界上產(chǎn)氫最大的國家。不過也面臨不少的問題，影響最大的一個(gè)根本問題就是產(chǎn)業(yè)鏈未打通，導(dǎo)致用氫的成本非常高。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈要成長(zhǎng)為雨林滋潤(rùn)萬業(yè)生長(zhǎng)的前提，最先需要解決的就是氫源成本的問題，氫源的成本問題解決了，才會(huì)對(duì)下游的應(yīng)用起到支撐和推動(dòng)作用。

很多讀者可能在有關(guān)能源領(lǐng)域的文章中，了解過氫能產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，其中上游的氫源制備和中游的儲(chǔ)運(yùn)等都存在發(fā)展的瓶頸，這也是氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在未規(guī)?；l(fā)展的主要原因。氫能源的制備，運(yùn)輸?shù)某杀九c技術(shù)等都有很大的提升空間。

拿加氫站舉例來說，國內(nèi)現(xiàn)在的加氫站都是站外供氫，需要把氫運(yùn)到站內(nèi)后再加注，運(yùn)輸成本高，公路運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)大，如果建設(shè)管道運(yùn)輸，投入的資源更深似海。但在國外，都是制氫、加氫一體化的操作方式，既節(jié)約又安全。

在國內(nèi)，氫氣是被作為危化品進(jìn)行管理，而不是能源。制氫屬于化工項(xiàng)目，法規(guī)管理要求需要進(jìn)入化工園區(qū)制備，但多數(shù)的氫能應(yīng)用領(lǐng)域都是在商業(yè)用地和工業(yè)用地中，因此這對(duì)氫能的使用與發(fā)展帶來限制，也提高了氫能運(yùn)輸?shù)某杀?。如果想要將高企的加氫站成本大幅降下來，還需要政策進(jìn)一步放寬對(duì)制氫項(xiàng)目的限制，有序引導(dǎo)制氫運(yùn)氫的發(fā)展。而不是長(zhǎng)期的輸血補(bǔ)貼，這也不是良性的發(fā)展模式。

不過運(yùn)氫的問題無法避免，終須解決，因?yàn)槟茉吹倪\(yùn)輸流通對(duì)發(fā)展非常必要。在氫能產(chǎn)業(yè)的儲(chǔ)存中，也有新的研究方向可以解決運(yùn)氫一些安全問題。研究人員發(fā)現(xiàn)，氨是一個(gè)非常好的儲(chǔ)氫介質(zhì)，高中化學(xué)告訴我們氨的主要功能是當(dāng)肥料用的。合成氨容易運(yùn)輸、液化，并且安全。

氨的分解比較容易，分解出來是純的氮?dú)夂蜌錃猓迸c綠氫比較容易耦合，很適合用氨來儲(chǔ)存氫。 日本是氫能產(chǎn)業(yè)研究比較先進(jìn)的國家，也將氨儲(chǔ)存氫技術(shù)作為其研究應(yīng)用的重要方向。對(duì)于氫能的儲(chǔ)備來說，氨儲(chǔ)氫的技術(shù)研究還是非常值得重點(diǎn)關(guān)注。

回到氫能產(chǎn)業(yè)的原點(diǎn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)政策與戰(zhàn)略層面的疏導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的深耕，氫能產(chǎn)業(yè)暫時(shí)整體的發(fā)展雖然緩慢，但不會(huì)一直停滯于此?？v觀目前氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，無論是從立法、頂層設(shè)計(jì)，還是具體落地的示范應(yīng)用等，市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)都給予氫能持續(xù)發(fā)展的肥沃土壤。統(tǒng)籌、規(guī)范、支持氫能產(chǎn)業(yè)向健康的方向持續(xù)發(fā)展。

艱難的初始爬坡期過了，就是迅速開花結(jié)果期，技術(shù)、政策澆灌出的氫能產(chǎn)業(yè)果實(shí)也會(huì)和能源系統(tǒng)的其他關(guān)鍵元素一起潤(rùn)澤全行業(yè)中的每一環(huán)，助力全產(chǎn)業(yè)的深度脫碳，早日實(shí)現(xiàn)“2060 碳中和”的目標(biāo)。