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北京2022年冬奧會即將到來，一則新能源應用新聞引人注目:冬奧會期間，延慶賽區(qū)和張家口賽區(qū)將投入700多輛氫燃料大巴，提供交通服務(wù)保障。
這是氫能應用日益廣泛的縮影。近年來，我國氫燃料電池膜電極等核心技術(shù)不斷取得突破，整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈布局日益清晰。這種氫能“旋風”會給社會帶來什么變化？發(fā)展?jié)摿τ卸啻螅?/span>
綠氫成本下降，核心技術(shù)多次突破
與其它新能源相比，氫能儲量大、污染小、效率高。氫能源單位質(zhì)量所含能量約為石油的3倍、煤炭的4.5倍。氫能應用廣泛，氫燃料電池可用于重型卡車、有軌電車、船舶、無人機、分布式發(fā)電等。
氫能主要分為灰氫、藍氫和綠氫。其中，綠氫是通過光伏發(fā)電、風電等新能源電解水制氫，稱為零碳氫。
目前，綠氫作為一種零碳氫化合物，技術(shù)逐漸成熟、成本不斷下降、市場不斷發(fā)展，許多國內(nèi)企業(yè)紛紛布局綠氫項目。
11月30日，中國石化宣布正式啟動中國石化新疆庫車首個萬噸光伏綠氫示范項目——中國石化新疆庫車綠氫示范項目正式啟動建設(shè)，這是世界上最大的光伏綠氫生產(chǎn)項目，投產(chǎn)后年產(chǎn)綠氫可達2萬噸。
中國氫能聯(lián)盟預計到2030年，中國氫能市場規(guī)模有望達到4300萬噸，其中綠氫的比例將從2019年的1%提高到10%，市場規(guī)模將增長近30倍。
值得注意的是，近年來，我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備國產(chǎn)化進程明顯加快，核心技術(shù)不斷突破。
在廣州黃浦區(qū)灣區(qū)氫能孵化中心，一排涂有綠色車身的建筑垃圾運輸車正在等待上牌。與傳統(tǒng)的燃料驅(qū)動車不同，這些車都是由氫燃料電池驅(qū)動的，充氫只需要8到15分鐘，里程超過400公里。
這些車輛是由雄川氫能科技(廣州)有限責任公司開發(fā)的。雄川氫能是廣州最早從事氫能行業(yè)的專業(yè)公司之一。目前正在進行催化劑、氣體擴散層、膜電極等關(guān)鍵零部件行業(yè)的國產(chǎn)化替代。其運營的灣區(qū)氫能孵化中心聚集了多家氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)。
“氫燃料電池發(fā)動機的原理是，在催化劑的作用下，高純氫和空氣中的氧氣發(fā)生電化學反應，產(chǎn)生純水、產(chǎn)生電，無其他排放物和污染?！毙鄞淠芨笨偨?jīng)理李榮軍說。
膜電極被稱為燃料電池的芯片，決定了燃料電池的性能、使用壽命和成本。鴻基創(chuàng)能科技（廣州）有限公司生產(chǎn)的膜電極基本滿足了工業(yè)應用的需要。2019年批量生產(chǎn)，并提供給國內(nèi)外多家客戶，年產(chǎn)銷量超過100萬片。
氫能發(fā)展布局多地，逐步形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈
根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》，截至2020年底，占全球GDP總量52%的27個國家中，已有16個國家制定了全面的氫能戰(zhàn)略。
近年來，中國在許多產(chǎn)業(yè)政策中明確提出支持氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2019年，氫能首次寫入政府工作報告，明確推進加氫等設(shè)施建設(shè)。今年10月發(fā)布的《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出，全面推進氫能制儲輸用全鏈發(fā)展；推進加氫站建設(shè)；加強氫能生產(chǎn)、儲存和應用關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)、示范和大規(guī)模應用。
在碳中和、碳達峰的背景下，氫能已被全國多個省份納入發(fā)展規(guī)劃，產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和布局逐步加快。
今年8月，北京市經(jīng)濟和信息化局發(fā)布了《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案(2021-2025年)》，明確2023年前，將培育5-8家具有國際影響力的氫能產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)，京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過500億元，碳排放將減少100萬噸。
規(guī)劃到2023年，上海將有近100座加氫站，產(chǎn)出規(guī)模約1000億元，推廣近1萬輛氫燃料電池汽車；廣東提出大規(guī)模推廣應用氫燃料電池汽車，加快加氫站規(guī)劃建設(shè)。珠三角核心區(qū)、沿海經(jīng)濟帶布局建設(shè)約有300座加氫站。
廣州市黃浦區(qū)發(fā)改局局長楊元師介紹，廣州市黃浦區(qū)作為國家新能源綜合利用示范區(qū)，已建成7座加氫站，引進約40家氫能上下游企事業(yè)單位入駐，產(chǎn)業(yè)鏈初步完善。
根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》，目前中國氫能每年約4100萬噸，產(chǎn)量約3342萬噸，是世界上第一個氫產(chǎn)國。中國氫能聯(lián)盟預計到2050年，氫能將占中國終端能源系統(tǒng)的10%以上，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將達到12萬億元。
截至2020年底，我國已建成128座加氫站，共有7000多輛氫燃料電池汽車。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)逐漸形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)在全國各地遍地開花。氫燃料電池汽車在京津冀、長三角、珠三角等城市的小規(guī)模示范應用已經(jīng)實現(xiàn)。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展迫切需要加強統(tǒng)籌規(guī)劃和技術(shù)突破
在氫能前景普遍樂觀的情況下，中國在產(chǎn)業(yè)鏈完善和核心技術(shù)研發(fā)方面取得了顯著進展，但氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍存在制約瓶頸。
業(yè)內(nèi)人士指出，目前我國氫能技術(shù)儲備不足，應用規(guī)模小、成本高、基礎(chǔ)設(shè)施不完善，仍需依靠補貼實現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)；區(qū)域差異非常明顯，大多數(shù)地區(qū)不具備實現(xiàn)技術(shù)設(shè)備市場的能力和條件，氫能項目現(xiàn)象更加突出。
此外，氫能行業(yè)一些關(guān)鍵材料和核心部件嚴重依賴進口的情況并沒有得到根本改善。鴻基創(chuàng)能首席技術(shù)官葉思宇表示，公司批量生產(chǎn)膜電極所需的催化劑、質(zhì)子交換膜和碳紙仍需進口。
葉思宇說：“中國對這些核心材料和技術(shù)的研究并不缺乏，難點在于如何通過工程驗證轉(zhuǎn)化為終端產(chǎn)品?！?/span>
受訪企業(yè)和專家認為，氫能產(chǎn)業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展需要加強頂層設(shè)計，促進產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)調(diào)發(fā)展，加強核心技術(shù)突破。
李榮軍表示，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要國家統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，鼓勵制氫資源豐富、財政相對充裕的地方優(yōu)先發(fā)展氫能，做好前期示范推廣應用，促進國產(chǎn)化替代，降低成本和技術(shù)迭代。
葉思宇建議，通過產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、創(chuàng)新平臺等形式，組織產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)與高校、研究所共同攻關(guān)，創(chuàng)新應用場景，擴大推廣規(guī)模，加強項目驗證，開辟科技成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”。
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