中國科學院院士歐陽明高

　　

　　《規劃》出臺前，氫氣被歸類為危險化學品，如今明確了氫的能源屬性

　　

　　當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濟性就能得以保障

　　

　　發展燃料電池汽車要避免兩個誤區：不能狹義地把氫燃料電池汽車等同于氫能；不要認為氫和電是“二選一”的關系

　　

　　國家發展改革委、國家能源局近日聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》（以下簡稱《規劃》），這是我國首個氫能產業的中長期規劃，對氫能產業的高質量發展將發揮重要指導作用。

　　

　　我國是世界上最大的制氫國，年制氫產量約3300萬噸，而且我國可再生能源裝機量全球第一，發展清潔低碳的氫能具有巨大潛力。目前，國內氫能產業雖處于發展初期階段，但呈現積極發展態勢。

　　

　　為深入領會《規劃》的內涵與戰略意義，準確把握氫能產業發展方向，《瞭望》新聞周刊記者專訪了中國科學院院士、清華大學車輛與運載學院教授歐陽明高。

　　

　　他說，《規劃》科學分析了我國氫能產業的發展現狀，明確了氫能在我國能源綠色低碳轉型中的戰略定位、總體要求和發展目標，提出了氫能創新體系、基礎設施、多元應用、政策保障、組織實施等方面的具體規劃，為我國氫能產業中長期發展描繪了宏偉藍圖。

　　

　　氫的能源屬性得到明確

　　

　　《瞭望》：《規劃》出臺后，氫能在我國能源體系中的定位和角色如何？對于我國氫能產業的發展有什么意義？

　　歐陽明高：首先，一個重要的背景是，在《規劃》出臺前，氫氣在我國并不是被當作能源進行應用和管理，而被歸類為危險化學品，主要用于工業生產環節。新建的制氫項目均屬于“新建危險化學品生產項目”，被嚴格禁止在化工園區外新建、擴建。

　　

　　《規劃》的出臺，可以說是業內期盼已久。一個重要的原因是，《規劃》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，這成為我國氫能產業的重要制度基礎，并且將對氫能產業的高質量發展發揮重要指導作用。

　　

　　氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，并且氫能的質量能量密度高、與電相比儲存成本低，是大規模、長周期儲能的理想選擇，可以被廣泛應用于交通、工業、建筑等領域，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業發展的基礎和關鍵。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、焦爐煤氣、丙烷脫氫等工業副產氫占比約兩成，可再生能源制氫規模很小。

　　

　　《規劃》將清潔低碳作為氫能發展的基本原則，提出構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點發展可再生能源制氫，并提出嚴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。氫能的戰略地位和經濟合理性，主要取決于可再生能源轉型中的大規模長周期能量儲存與多元化終端利用的需求。所以發展氫能產業，需要堅持綠色低碳路線，主攻可再生能源制氫，牢記發展氫能的初心使命。

　　

　　從中長遠發展看，可再生能源制氫規模潛力更大，更加清潔可持續，將成為重要氫源。在此基礎上發展氫能產業，對構建清潔低碳安全高效的能源體系，實現碳達峰碳中和目標，具有重要意義。

　　

　　“對癥下藥”破解發展難點

　　歐陽明高：氫能技術鏈條長、難點多，而且我國氫能產業處于發展初期，與國際先進水平存在一定差距，現有技術經濟性還不能完全滿足實用需求，亟需從氫能制備、儲運、加注、燃料電池、氫儲能系統等主要環節創新突破。

　　

　　我國應面向氫能科技前沿開展基礎研究和應用基礎研究。例如，電解水制氫催化劑和陰離子膜、光電催化制氫、基于超導強磁場高效磁制冷的氫液化循環以及中壓深冷氣態儲氫、新一代固體氧化物燃料電池和能夠可逆運行的SOFC/SOCE等新一代氫能科技。此外，相比于電化學動力電池，我國氫燃料電池在技術儲備、產業基礎、人才隊伍等方面有一定進步空間。

　　

　　可再生能源制氫在生產-儲運-利用全鏈條上也存在能源轉化效率問題，效率問題會轉化為成本問題。與電相比，氫的制取成本高但儲存成本低，當可再生能源發電規模化發展的成本足夠低時，例如每千瓦時0.15元人民幣以內，氫的儲存成本將逐步成為主要成本。而且制氫作為風電光伏發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經濟性。

　　

　　為重點突破“卡脖子”技術，《規劃》提出具體舉措。持續提升關鍵核心技術水平，包括加快推進質子交換膜燃料電池技術創新，開發關鍵材料，提高主要性能指標和批量化生產能力，持續提升燃料電池可靠性、穩定性、耐久性等，力爭構建氫能產業高質量發展的技術體系。

　　

　　著力打造產業創新支撐平臺，聚焦氫能重點領域和關鍵環節，構建多層次、多元化創新平臺，加快集聚人才、技術、資金等創新要素。并支持高校、科研院所、企業加快建設重點實驗室；依托龍頭企業整合行業優質創新資源；支持專精特新中小企業參與氫能產業關鍵共性技術研發，充分發揮各市場主體作用。

　　

　　推動建設氫能專業人才隊伍，以氫能技術創新需求為導向，支持引進和培育高端人才，提升氫能基礎前沿技術研發能力。加快培育氫能技術及裝備專業人才隊伍，夯實氫能產業發展的創新基礎，建立健全人才培養培訓機制。

　　

　　積極開展氫能技術創新國際合作，鼓勵開展氫能科學和技術國際聯合研發，推動氫能全產業鏈關鍵核心技術、材料和裝備創新合作，積極構建國際氫能創新鏈、產業鏈。不斷凝聚各方創新成果，推動形成國際氫能應用良好生態。

　　

　　從地域上看，目前我國氫能產業發展存在氫氣資源地域供需錯配的問題。“三北”地區可再生能源豐富，而東南沿海氫能產業發展快且氫氣需求量大。對此，《規劃》明確，“重點在可再生能源資源富集、氫氣需求量大的地區，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電協同運行的商業化運營模式。”

　　

　　2020 聯合國開發計劃署氫能產業大會上展出的氫燃料電池無人機（2020年10月19日攝） 鄧華攝/本刊

　　

　　氫能交通是氫能利用的先導領域

　　歐陽明高：當前對氫的價格承受力相對較強的是汽車，所以汽車是氫能應用重點發展的方向之一。但需要注意的是，氫能交通僅是氫能利用的先導領域，而非全部，其使命是帶動氫能的全面應用和發展。

　　

　　《規劃》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到10萬～20萬噸/年”的發展目標。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。

　　

　　發展燃料電池汽車要避免兩個誤區。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用的一個場景。未來，氫能不會僅僅應用在交通領域，還將與可再生能源結合，在交通、工業、建筑等主要耗能領域替代化石能源。

　　

　　氫和電不是“二選一”的關系。氫燃料電池汽車現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關系而非矛盾關系。在乘用車和輕型商用車領域，以動力電池驅動的電動汽車擁有明顯的優勢。氫能交通未來的主要發展方向是大型商用車領域，例如公交、長途重型卡車等，二者將共同構成新能源交通的格局。

　　

　　我國氫燃料電池汽車產業的發展比純電動汽車產業滯后約十年，目前仍處于產品導入期，正在進入應用成本快速下降的成長期。根據國內外主要氫燃料電池廠商的產品測試數據，預計今后十年燃料電池成本將大幅下降、性能穩定提升。

　　

　　可以預見的是，我國氫能需求量會呈現迅速上漲的態勢。數據顯示，截至2020年底，我國氫燃料電池汽車累計保有量達7000多輛。如果到2025年，燃料電池車輛保有量按《規劃》提出的達到5萬輛，對于氫氣的需求量將大幅增長。這也意味著，加氫站等氫能基礎設施建設需要跟上。《規劃》也提出，堅持需求導向，統籌布局建設加氫站，有序推進加氫網絡體系建設。

　　

　　《瞭望》：“示范先行”是《規劃》強調的重點之一，我國哪些地區適合布局氫燃料電池汽車？地方如何因地制宜發展氫能產業？

　　歐陽明高：在氫能產業統籌布局、應用場景拓展創新等方面，要因地制宜、量力而行，避免急功近利、盲目投入。正如《規劃》指出的那樣，各地要結合資源稟賦特點和產業布局，因地制宜選擇制氫技術路線，逐步推動構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系。

　　

　　目前，我國純電動汽車應用區域主要集中在東部、中部和南部，而北部、東北部、西北部則分布較少，原因是這些地區冬季溫度低，動力電池的續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，電池余熱可靈活轉化利用，并且北部、東北、西北地區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能力強，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國務院同意設立的可再生能源示范區。借力2022年“綠色”冬奧契機，張家口部署實施了一批氫能項目，產業投資達200億元，初步實現氫能產業區域性集聚發展。

　　

　　從產業的角度來看，產業基礎扎實、科技實力強、財政能力強的地方適合布局氫產業。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展氫產業。

　　

　　發展氫能是長期事業，并不能馬上實現高產值、高收益，這是一個循序漸進的系統工程，各地不應盲目上馬氫能項目。目前適宜發展氫能的地區需要可再生能源豐富、科技實力強、資金實力強、有龍頭企業能整合產業鏈，還應有豐富的應用場景和市場。（文 | 余蕊 《瞭望》新聞周刊記者 賈雯靜 實習生 王越千）