目前，我國(guó)已經(jīng)有23個(gè)省區(qū)市發(fā)布了氫能規(guī)劃和指導(dǎo)意見。氫能產(chǎn)業(yè)園在全國(guó)遍地開花，眾多企業(yè)大舉進(jìn)軍，越來(lái)越多人擔(dān)心，氫能發(fā)展似乎“過(guò)熱”了。

“與其說(shuō)‘過(guò)熱’，不如說(shuō)‘無(wú)序’。”在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)，國(guó)家有色金屬新能源材料與制品工程技術(shù)研究中心主任蔣利軍直言，“在氫能發(fā)展的熱潮中，有蹭熱度的，有‘撈一把就跑’的，可謂魚龍混雜。”

“要切實(shí)防止氫能產(chǎn)業(yè)一哄而上、一松而散的現(xiàn)象。”在近日召開的“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士徐冠華發(fā)出警示。

避免資源浪費(fèi)

《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》顯示，當(dāng)前中國(guó)氫氣產(chǎn)能約每年4100萬(wàn)噸，產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸，是世界第一產(chǎn)氫國(guó)。在2060年碳中和情景下，可再生能源制氫規(guī)模有望達(dá)到1億噸。

但徐冠華指出，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要充分吸取國(guó)內(nèi)風(fēng)電、光伏以及新能源汽車發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，尤其是針對(duì)一些地方和部門分割、低端重復(fù)開發(fā)、資源和資金的浪費(fèi)等現(xiàn)象，主管部門要首先著力加以解決。

“要讓氫能產(chǎn)業(yè)走向有序，需要通過(guò)政策的引導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的約束，讓‘撈一把就跑’的無(wú)機(jī)可乘，讓真正想做氫能的企業(yè)可以沉下心來(lái)，立足長(zhǎng)期發(fā)展，真正將我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)做強(qiáng)做大。”蔣利軍表示。

在他看來(lái)，我國(guó)很多新興產(chǎn)業(yè)似乎都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)“怪圈”，發(fā)展初期會(huì)受到全社會(huì)關(guān)注，大量社會(huì)資本涌入，研發(fā)團(tuán)隊(duì)爭(zhēng)相介入，但經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的大浪淘沙，不少企業(yè)紛紛倒下。“這一方面讓人覺得悲壯。另一方面也惋惜于社會(huì)資源的浪費(fèi)。但最終留下來(lái)的企業(yè)就成了我國(guó)行業(yè)的代表，提高了我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。”

氫能產(chǎn)業(yè)能否繞開這一“怪圈”，以更低的成本培育出更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)?蔣利軍認(rèn)為這可能很難。

全國(guó)氫能標(biāo)委會(huì)委員、國(guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院氫能技術(shù)開發(fā)部經(jīng)理何廣利告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最關(guān)鍵的不是大張旗鼓地宣揚(yáng)將在哪兒投資建廠，而是應(yīng)該考慮怎么把技術(shù)做上去，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新把成本降下來(lái)。”

“如果大家只是口號(hào)喊得很響，很容易引起政策制定部門的錯(cuò)覺，從而做出錯(cuò)誤的研判和決策。”何廣利對(duì)此十分擔(dān)憂。

但蔣利軍指出，從另一方面來(lái)看，“響”說(shuō)明了社會(huì)的關(guān)注和重視，沒(méi)有一定的社會(huì)關(guān)注度和重視度，產(chǎn)業(yè)也很難發(fā)展起來(lái)。

關(guān)鍵技術(shù)亟待突破

徐冠華指出，目前中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)并不完善，產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨諸多難題，不能因?yàn)檎叻龀志蛡}(cāng)促上馬，更不能因?yàn)橛龅郊夹g(shù)和產(chǎn)業(yè)難題就望而卻步、停滯不前、偃旗息鼓。

蔣利軍向記者列舉了4個(gè)亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)。第一個(gè)就是當(dāng)前我國(guó)堿性電解水制氫裝備能效偏低，純水制氫裝備可靠性差、成本偏高。

“雖然堿性電解水制氫裝備在成本上具有很大競(jìng)爭(zhēng)力，但能效偏低，制1立方氫綜合能耗5~5.5度電，而國(guó)外可以控制在5度電以下。PEM純水制氫裝備與國(guó)外相比也有較大差距，我國(guó)仍沒(méi)有自主的MW級(jí)PEM制氫裝備，壽命缺乏長(zhǎng)期考核，成本是堿水制氫的2~5倍。”蔣利軍解釋道。

二是高壓裝備可靠性差，成本偏高，90MPa氫壓縮機(jī)、加氫槍仍依賴進(jìn)口;三是當(dāng)前我國(guó)液氫液化能耗過(guò)高，產(chǎn)能過(guò)小，不具有經(jīng)濟(jì)性。“液化1千克氫，能耗高達(dá)15~20度電，而國(guó)外可控制在11.5度電左右，因此需盡快發(fā)展單臺(tái)設(shè)備能力10噸以上的氫膨脹液化裝置。”蔣利軍說(shuō)。

最后是我國(guó)運(yùn)氫裝備與國(guó)外存在代際差距，他表示，“目前國(guó)外通用50MPa Ⅳ型瓶和液氫運(yùn)氫，單車運(yùn)氫1~3噸，而我國(guó)仍以20、30MPaⅠ型瓶運(yùn)氫，單車運(yùn)氫僅360~600公斤。”

如何突破這些技術(shù)瓶頸?蔣利軍認(rèn)為，一方面要以產(chǎn)品為目標(biāo)，組織一體化研發(fā)團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用。

“堿水制氫已有多年歷史，但研發(fā)投入少，技術(shù)進(jìn)步緩慢;PEM制氫研發(fā)時(shí)間短，技術(shù)積累少，未得到長(zhǎng)期考核，均應(yīng)按照氫能高能效低成本的要求，以產(chǎn)品為目標(biāo)，組織國(guó)內(nèi)研發(fā)單位形成一體化研發(fā)團(tuán)隊(duì)開展系統(tǒng)攻關(guān)，從基礎(chǔ)原材料、關(guān)鍵元部件、裝置、系統(tǒng)及示范應(yīng)用方面全面布局，上下游協(xié)同，產(chǎn)學(xué)研用密切合作，以市場(chǎng)應(yīng)用為最終考核指標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果的市場(chǎng)化應(yīng)用。”蔣利軍說(shuō)。

另一方面，應(yīng)制定鼓勵(lì)使用國(guó)產(chǎn)首臺(tái)套設(shè)備的配套政策，“給直接用戶提供財(cái)政補(bǔ)貼，使其愿意使用國(guó)產(chǎn)首臺(tái)套設(shè)備，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備在市場(chǎng)逐漸立足”。

標(biāo)準(zhǔn)制定缺乏數(shù)據(jù)支撐

完善科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)制定，是行業(yè)和企業(yè)有序發(fā)展的關(guān)鍵。

在多年的氫能標(biāo)準(zhǔn)制定工作中，何廣利發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。“我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系完善，但標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涵蓋不夠細(xì)致和具體，關(guān)鍵原因是缺乏足夠的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)”。

“以加氫站為例，目前對(duì)安全距離(防火距離)的規(guī)定與國(guó)際主要國(guó)家的規(guī)定差別較大。但是，我國(guó)在這方面的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)十分缺乏，沒(méi)有數(shù)據(jù)支撐就無(wú)法推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)。”何廣利說(shuō)。

他還指出，目前我國(guó)加氫站建設(shè)缺乏詳細(xì)統(tǒng)一的驗(yàn)收流程和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，很多加氫站并不是嚴(yán)格意義上的加氫站。此外，加氫站的國(guó)家主管部門也亟待確定。

在何廣利看來(lái)，基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)匱乏與市場(chǎng)主體的遠(yuǎn)見性有關(guān)。“在氫能產(chǎn)業(yè)沒(méi)有被高度關(guān)注前，很多企業(yè)不愿意投入研發(fā)資金;而當(dāng)大家開始關(guān)注后，企業(yè)也不愿意在基礎(chǔ)研究方向投入太多，大多希望做能盡快見到經(jīng)濟(jì)回報(bào)的項(xiàng)目”。

令何廣利欣慰的是，近日科技部發(fā)布了《國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“信息光子技術(shù)”等“十四五”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知》，氫能技術(shù)成為8項(xiàng)重點(diǎn)技術(shù)之一。“這是氫能技術(shù)首次被單列為一項(xiàng)重點(diǎn)技術(shù)，說(shuō)明政府對(duì)氫能技術(shù)的重視度越來(lái)越高了。”

加強(qiáng)政策引導(dǎo)

中國(guó)工程院院士陳學(xué)東曾多次表示，“人類社會(huì)能源利用的總體趨勢(shì)就是一個(gè)‘去碳加氫’的過(guò)程。”

蔣利軍認(rèn)為，氫能的綠色發(fā)展必須解決好存量與增量的關(guān)系。“目前我國(guó)氫氣產(chǎn)量為3342噸，但基本來(lái)自于煤和天然氣，也就是‘灰氫’，依然存在二氧化碳排放的問(wèn)題。氫能的增量應(yīng)主要來(lái)自于可再生能源的可再生氫，也就是‘綠氫’。”

在他看來(lái)，從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)看，“綠氫”相較于“灰氫”成本仍然偏高，還缺乏經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)選擇將偏向“灰氫”，這就與發(fā)展氫能的初衷相悖。

對(duì)此，蔣利軍建議，對(duì)于存量的“灰氫”，政策上可以提出“灰氫”變“綠氫”的要求，并運(yùn)用碳匯工具，提高“綠氫”的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力;技術(shù)上可以通過(guò)CCUS方法，不排或少排二氧化碳，并將二氧化碳資源化利用。

（來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 作者： 田瑞穎）