我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度是被高估了？還是被低估了？

北歐國家冰島，面積不大，人口只有30萬(wàn)左右。這個(gè)國家沒(méi)有加油站，16個(gè)加氫站提供了全國汽車(chē)的交通用能，形成了覆蓋全國的加氫站網(wǎng)絡(luò )。這得益于冰島得天獨厚的資源稟賦：71%是水力、29%是地熱，可再生能源發(fā)電和制氫成本極低。

另一個(gè)是，北歐國家丹麥，擁有12個(gè)加氫站，也已經(jīng)建成全國范圍的加氫站網(wǎng)絡(luò )。在國土面積不大的丹麥，國內一半以上的人口駕車(chē)15公里便可以找到一個(gè)加氫站。

雖然這兩個(gè)氫能源發(fā)展的理想范本能在多少?lài)覍?shí)現尚未可知，但能看到的是氫能熱潮已至，且來(lái)勢洶涌。

氫能產(chǎn)業(yè)先鋒日本提出“氫經(jīng)濟社會(huì )”的奮斗目標，并發(fā)布《氫能與燃料電池戰略路線(xiàn)圖》和“三步走”策略;

韓國頒布《氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)生態(tài)戰略路線(xiàn)圖》，提出盡快布局包括氫能燃料電池汽車(chē)、加氫站、氫能源在內的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統;

德國計劃通過(guò)建立429個(gè)加氫站組成覆蓋全國的加氫網(wǎng)絡(luò );

北歐國家將在歐洲北部打造一條“北歐氫能走廊”;

中國也發(fā)布了在氫能產(chǎn)業(yè)示范領(lǐng)先地區長(cháng)三角建設氫走廊的發(fā)展規劃。

中國工程院院士、中國石化集團原副總經(jīng)理曹耀峰指出，“發(fā)展氫能一直是世界各國能源布局中的重點(diǎn)。日本、韓國、美國和歐洲的發(fā)達國家先后制定了多項氫能研究計劃，將其列入國家戰略。”

乘著(zhù)低碳理想之風(fēng)，氫能源來(lái)日能飛多遠?

專(zhuān)家認為，新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路總是榮耀與荊棘相伴，困難與挑戰同在。氫能產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展，仍需假以時(shí)日。

待入國家發(fā)展戰略

在今年兩會(huì )上，來(lái)自汽車(chē)界的多位人大代表提出了發(fā)展氫能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的建議，使“氫”這個(gè)字眼一再映入人們的眼簾。

3月16日，兩會(huì )發(fā)布的政府工作報告明確提出“推動(dòng)充電、加氫等設施建設”，這是氫能源首次被寫(xiě)入國務(wù)院政府工作報告。

被寫(xiě)入政府工作報告，是否意味著(zhù)氫能產(chǎn)業(yè)將被打上國家標簽，成為戰略產(chǎn)業(yè)?

在中國國際經(jīng)濟交流中心信息部研究員景春梅看來(lái)，《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃(2016-2030年)》《“十三五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》《“十三五”國家科技創(chuàng )新規劃》和《國家創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略綱要》等都將氫能發(fā)展與燃料電池技術(shù)創(chuàng )新提升到國家戰略高度，列為重點(diǎn)發(fā)展任務(wù)。

2019年，我國第一次將氫能相關(guān)內容納入政府工作報告，表明國家將更加重視氫能發(fā)展。

北京清潔燃料協(xié)會(huì )會(huì )長(cháng)、北京郵電大學(xué)教授張永澤表示，“氫能2018年來(lái)在我國發(fā)展迅猛，但從第三方角度觀(guān)察，國家層面對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然十分謹慎和理性。”

我國需不需要一個(gè)氫能發(fā)展國家戰略?

國家能源局信息中心副主任何勇健表示，“由于我國可再生能源布局具有大規模大范圍逆向分布的特征，系統調峰、儲能和消納的壓力更大，更需要穩定大容量的儲能手段和載體，氫能從現有技術(shù)路線(xiàn)看是最佳選擇。”

何勇健稱(chēng)，目前，國內對這方面缺乏系統深入的研究論證，或有意無(wú)意回避了這方面的尖銳矛盾。這對我國能源的清潔低碳轉型是一個(gè)潛在的巨大隱患。從這個(gè)意義上說(shuō)，我國對氫能戰略的需要比日本和歐美更加緊迫。

2016年10月，我國發(fā)布《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(shū)(2016)》，為2030年前的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展設定了目標。

藍皮書(shū)要求，2020年率先實(shí)現氫能汽車(chē)及加氫站的規?；茝V應用，建成加氫站100座;氫來(lái)源由化石能源為主到逐步提高綠色制氫等。

盡管有了一些規劃和目標，在一些專(zhuān)家和企業(yè)人士看來(lái)，當前一些與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)問(wèn)題沒(méi)有界定和明確，比如加氫站如何建設、相關(guān)標準如何確定、技術(shù)路線(xiàn)如何選擇等。

曹耀峰表示，“國家應盡快建立頂層設計，統籌氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，建立規范化標準，對氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展予以規范引導。讓氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng )新、發(fā)展，全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力，多點(diǎn)突破，帶動(dòng)全面。汽車(chē)行業(yè)、能源行業(yè)應攜手破解氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的難題。”

據最新消息，有專(zhuān)家表示，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)規劃或指導最快可能于近兩年出臺。

待解“朱棣文之問(wèn)”

10年前，關(guān)于氫能源，有一個(gè)著(zhù)名的“朱棣文之問(wèn)”。

2001年，我國開(kāi)始氫燃料電池的研發(fā)。

2009年5月7日，時(shí)任美國能源部部長(cháng)的朱棣文宣布停止資助氫燃料電池研發(fā)。朱棣文在跟中國有關(guān)方面交流時(shí)，提出兩個(gè)問(wèn)題：氫氣的來(lái)源?成本多少?

今天，在氫能欲飛之時(shí)，“朱棣文之問(wèn)”言猶在耳。有業(yè)內專(zhuān)家指出，時(shí)至今日，“朱棣文之問(wèn)”仍然未得到完全解決。

“‘朱棣文之問(wèn)’的第一個(gè)問(wèn)題實(shí)際隱含了氫氣制取環(huán)節是否清潔的問(wèn)題。”張永澤說(shuō)。

氫，能否從源頭就使用清潔能源?

現有的制氫路徑有三條。

通過(guò)煤炭、天然氣、焦爐煤氣、氯堿尾氣可制取“灰氫”，但生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )排放大量二氧化碳;

通過(guò)煤炭、天然氣等化石燃料制取，再運用CCUS實(shí)現碳中和，可得到“藍氫”;

通過(guò)來(lái)源于風(fēng)能和太陽(yáng)能的可再生能源電解水制取，可得到生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有碳排放的“綠氫”。

中國工程院院士、國家能源專(zhuān)家委副主任杜祥琬認為，“從制氫來(lái)說(shuō)，化石能源也好，非化石能源也好，當前技術(shù)上都可以走通。”

但，制約因素是成本。

中國石化經(jīng)濟技術(shù)研究院專(zhuān)家羅佐縣把不同工藝路線(xiàn)制氫的成本做了比較。

天然氣制氫(含煉廠(chǎng)氣)成本約0.8~1.5元/Nm³;

石腦油制氫(含液化氣)成本約0.7~1.6元/Nm³;

煤制氫(含焦炭)成本約0.6~1.2元/Nm³;

液氨裂解制氫成本約2.0~2.5元/Nm³;

甲醇裂解制氫成本約1.8~2.5元/Nm³;

水電解制氫成本約3.0~3.5元/Nm³。

研究顯示，化石能源制“灰氫”成本較低，但碳排放水平高;電解水制氫雖然可達到零排放，但成本較高，限制了“綠氫”的發(fā)展。

因此，許多專(zhuān)家認為，發(fā)展初期采用化石能源低成本制氫是較為現實(shí)的路徑。

英國皇家化學(xué)會(huì )會(huì )士、中海油研究總院有限責任公司新能源研究中心專(zhuān)家肖鋼認為，“當前一個(gè)階段，化石能源制氫是主流，技術(shù)經(jīng)濟可行?？稍偕茉措娊馑茪淝鍧嵀h(huán)保，有望成為未來(lái)市場(chǎng)的主流。”

在“灰氫”和“綠氫”之間，還有一條中間路線(xiàn)“藍氫”。但這種在化石能源制“灰氫”的基礎上引入CCS技術(shù)降低排放制造“藍氫”的方法，當前存在一定制約。

羅佐縣表示，全球CCS/CCUS示范項目多集中在美國、加拿大和挪威等發(fā)達國家，已開(kāi)展的CCUS工業(yè)示范項目來(lái)自油氣田、化工、電力等行業(yè)，多與發(fā)電配套。

目前，氫氣年產(chǎn)量6900萬(wàn)噸，僅不到40萬(wàn)噸配套了CCUS項目。

由于CCUS項目目前尚缺乏經(jīng)濟性，多處于示范階段，全面普及仍有一定難度;CCS技術(shù)推廣需要一定的經(jīng)濟條件，如需要碳交易來(lái)推行，但當前全球平均碳價(jià)水平仍較低(10美元/噸)，對CCS技術(shù)發(fā)展形成一定制約。這些都在一定程度上制約了“藍氫”的發(fā)展。

除制氫環(huán)節成本外，橫在氫能源發(fā)展面前的障礙還有儲運環(huán)節成本和燃料電池成本等。

當前，電堆約占車(chē)用燃料電池系統成本的60%，燃料電池系統約占整車(chē)成本的50%。

肖鋼表示，“氫燃料電池系統成本較高，制約了氫燃料電池車(chē)的發(fā)展。”

據肖鋼介紹，膜電極(鉑催化劑、質(zhì)子交換膜等)、電堆加工制造(均一性)及使用環(huán)境要求等因素導致氫燃料電池系統成本較高。

因此，降低燃料電池系統成本成為車(chē)企及相關(guān)研究機構研究的重點(diǎn)。只有燃料電池系統成本大幅下降，氫燃料汽車(chē)才能在細分領(lǐng)域形成競爭力，由此帶動(dòng)氫能源的發(fā)展。

待建產(chǎn)業(yè)安全紅線(xiàn)

6月10日，一則挪威地方媒體的報道被秒傳。

位于挪威首都奧斯陸郊外的一家氫燃料電池汽車(chē)加氫站發(fā)生爆炸，導致該地區氫燃料供給中斷。爆炸并未造成大規模人員傷亡，附近車(chē)輛內有兩人因氣囊爆出受傷。

爆炸發(fā)生后，豐田和現代汽車(chē)公司宣布暫停在挪威銷(xiāo)售氫燃料電池汽車(chē)。

在媒體爆出此次加氫站爆炸的同時(shí)，不久前的兩起與氫有關(guān)的事故(5月23日韓國氫氣罐爆炸、6月1日美國加州一氫氣配送拖車(chē)爆炸)也被重提。氫能源是否安全，這種疑問(wèn)被迅速放大。

專(zhuān)家認為，一方面，氫在一定環(huán)境條件下會(huì )產(chǎn)生安全性問(wèn)題，但只要在使用過(guò)程中控制必要條件，就可避免發(fā)生危害;另一方面，氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須應對安全挑戰。

羅佐縣表示，韓國、挪威、美國幾個(gè)國家都出現過(guò)氫爆炸的現象。雖然說(shuō)現在已發(fā)展成熟的加油站也會(huì )有類(lèi)似的隱患，但氫能作為新生事物容易引起極大關(guān)注。

所以，羅佐縣指出，“要為氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展豎起紅線(xiàn)，提升全產(chǎn)業(yè)鏈安全保障水平，避免因為過(guò)快發(fā)展導致重大事故發(fā)生。”

氫，作為一種能源，因為具有易燃易爆特性，安全性已經(jīng)引起了重視。氫應該作為危險化學(xué)品還是普通能源進(jìn)行管理，也成為專(zhuān)家們關(guān)注的問(wèn)題。

曹耀峰表示，“這個(gè)問(wèn)題仍在爭論，把氫納入?；肥俏从昃I繆，把安全擺在第一位。”

“安全”，仿佛是氫的腦袋上懸著(zhù)的一把達摩克利斯之劍。盡管如此，對氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，專(zhuān)家們仍然表示樂(lè )觀(guān)。

張永澤表示，“人類(lèi)開(kāi)發(fā)和利用氫能源技術(shù)經(jīng)歷了很多曲折，很早也有很多爭論。即使在未來(lái)，氫能源的發(fā)展仍然要面臨很多爭論，但這些都是積極的。”

張永澤稱(chēng)，“先不論氫氣是不是?；?，是?；肪鸵欢〞?huì )阻礙整個(gè)氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展嗎?其實(shí)并不見(jiàn)得。汽油也是?；?，但中國的加油站已經(jīng)發(fā)展到10萬(wàn)多座了，各方面管理得都很好。”

從國外加氫站的實(shí)踐看，肖鋼表示：“德國的加氫站和加油站、賽百味快餐同時(shí)建在一個(gè)服務(wù)區，卻既能保證安全又能發(fā)展起來(lái)，值得思考和借鑒。”

安全性對于氫來(lái)說(shuō)，舉足輕重，仍待完善。

待解加注站發(fā)展之困

氫燃料加注站面臨諸多痛點(diǎn)，如選址、消除安全隱患、盈利困難、基礎設施不足、加氫技術(shù)路線(xiàn)選擇等。

只要站在風(fēng)口，豬都能飛起來(lái)。但對佇立在風(fēng)口的氫產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，這又是個(gè)需要大筆燒錢(qián)才能飛起來(lái)的機會(huì )。

據統計，建設加氫站的投資成本巨大。一個(gè)加注量1000kg/d的35MPa加氫站的建設成本高達千萬(wàn)元以上，高出了加油站數倍。

另外，由于終端氫氣售價(jià)高于化石燃料，初期加注車(chē)輛少，預計需要10~15年能夠實(shí)現正向現金流。

如此高的門(mén)檻，使氫能加注產(chǎn)業(yè)如浪里淘金，風(fēng)險突現。

從氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的幾個(gè)國家看，政府這只“看得見(jiàn)的手”發(fā)揮了明顯的推動(dòng)作用。

在日本，新建一個(gè)加氫站能獲得中央政府提供的補貼占建站總費用的一半左右，部分地區政府還會(huì )提供另外一半的補助，并且無(wú)償借用建設用地。

此外，運營(yíng)加氫站將獲得來(lái)自中央政府和車(chē)企聯(lián)盟兩方面的補貼：中央政府每年2200萬(wàn)日元，車(chē)企聯(lián)盟(豐田、本田和日產(chǎn))每年1100萬(wàn)日元。

美國加州眾議院在2015年8月通過(guò)第八號法案。根據該法案，政府撥款兩億美元用于在2024年之前建設不少于100個(gè)公共加氫站。

法案規定，這些加氫站的氫氣來(lái)源必須是可再生能源，如地熱、水電、海浪能、海洋熱能、潮汐能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能、城市固體垃圾轉換的氣體、填埋氣等。

2018年，德國聯(lián)邦運輸與數字設施部門(mén)國家創(chuàng )新計劃為20 座加氫站提供了2050萬(wàn)歐元補助。

在羅佐縣看來(lái)，我國氫能的起步階段需要政策和補貼支持，比如在交通運輸領(lǐng)域。

回望國內氫能源的發(fā)展，國家與地方政府的支持和補貼力度不小。

2014年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于新能源汽車(chē)充電設施建設獎勵的通知》，對符合國家技術(shù)標準且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池汽車(chē)加氫站，每站獎勵400萬(wàn)元。

2019年3月26日，國家財政部發(fā)出通知，把過(guò)渡期后對新能源汽車(chē)(新能源公交車(chē)和燃料電池汽車(chē)除外)給予的購置補貼轉為支持充電(加氫)基礎設施“短板”建設和配套運營(yíng)服務(wù)等方面。

2019年1月，廣東佛山市南海區政府出臺《促進(jìn)加氫站建設運營(yíng)及氫能源車(chē)輛運行扶持辦法》，其中包括對2019年12月31日前建設加氫站給予最高800萬(wàn)元的建站補貼等。

目前，國內已有上海、廣東、北京、山東、山西、江蘇、河北、湖北、浙江等14個(gè)省市出臺政策支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

截至2018年年底，我國已建成投運23座加氫站，占全球已建成投運加氫站總數的6.2%，僅次于日本96座、德國60座、美國42座。

在加氫站的盈利問(wèn)題之外，專(zhuān)家表示，需要盡快解決影響并阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)生態(tài)形成的加氫技術(shù)路線(xiàn)與標準問(wèn)題。

張永澤表示，現有加氫站的技術(shù)路線(xiàn)可分為三類(lèi)：現場(chǎng)電解水制氫、現場(chǎng)天然氣重整制氫和外部供氫技術(shù)。

在張永澤看來(lái)，“當前，加氫站技術(shù)路線(xiàn)仍有待探索。比如，現場(chǎng)制氫還是外部供氫，低溫液氫儲運還是高壓儲運。”

張永澤還指出，特別是現場(chǎng)天然氣或甲醇重整制氫，如果不解決碳封存問(wèn)題，為制氫而制氫，就背離了發(fā)展氫能源汽車(chē)的初衷。

待成產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

張永澤表示，“雖然在一百年前，人類(lèi)已有了對氫能的認識，但氫作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)開(kāi)始興起是近20年的事。”

在這20多年中，日本和韓國量產(chǎn)了高壓儲氫技術(shù)氫能乘用車(chē);日本大型連鎖便利店與豐田合作，計劃推出氫燃料電池貨車(chē);德國2017年3月成功測試了世界上第一輛零排放氫動(dòng)力火車(chē)“氫鐵”;2017年12月，法國圣洛市第一批氫能源電動(dòng)自行車(chē)正式投入使用……

雖然氫能產(chǎn)業(yè)在各個(gè)國家的不同領(lǐng)域有了廣泛應用，但在張永澤看來(lái)：“產(chǎn)業(yè)生態(tài)的形成，是氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不二法門(mén)。”

可見(jiàn)，與其他能源產(chǎn)業(yè)一樣，氫能源要想長(cháng)遠發(fā)展，有待形成大氣候。

張永澤認為，氫能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的形成將經(jīng)歷三個(gè)階段——

卷入廠(chǎng)商增多、資本投入不斷加大、分工細化、技術(shù)進(jìn)步加快、產(chǎn)品質(zhì)量提升;

加氫站網(wǎng)絡(luò )形成、使用便利性提升，氫能源汽車(chē)產(chǎn)品整個(gè)生命周期的使用成本大大降低;

經(jīng)過(guò)前兩個(gè)階段，推動(dòng)用戶(hù)規模不斷擴大，為產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈內生產(chǎn)商、物流商、加氫站運營(yíng)商和氫能源汽車(chē)生產(chǎn)商實(shí)現規?；a(chǎn)和經(jīng)營(yíng)提供必要前提。

從當前氫能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設看，呈現出聯(lián)合、開(kāi)放的特點(diǎn)。這不僅表現在全球越來(lái)越多的汽車(chē)企業(yè)、國際能源公司、氣體技術(shù)公司結成了氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)聯(lián)盟和加氫站產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，還表現在核心產(chǎn)品和技術(shù)方面，開(kāi)放的力度前所未有。

2015年，豐田提出將5680件燃料電池汽車(chē)技術(shù)專(zhuān)利免費開(kāi)放。“這其實(shí)是希望能夠有更多的企業(yè)進(jìn)入氫能源領(lǐng)域，共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”張永澤說(shuō)。

在他看來(lái)，各國發(fā)展氫能源實(shí)踐表明，氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可能依靠一家或者幾家企業(yè)的技術(shù)突破，需要形成整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈條，成百上千家企業(yè)共同技術(shù)創(chuàng )新、集群式技術(shù)突破。

張永澤認為，“只有建立共享、共生、開(kāi)放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，才能支撐氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

今年5月24日，我國首個(gè)氫走廊建設發(fā)展規劃《長(cháng)三角氫走廊建設發(fā)展規劃》在浦江創(chuàng )新論壇上發(fā)布。“實(shí)現氫能產(chǎn)業(yè)快速成長(cháng)，形成具有影響力的氫能產(chǎn)業(yè)集群”，成為長(cháng)三角氫走廊建設發(fā)展的中期規劃。

肖鋼指出：“未來(lái)，氫能產(chǎn)業(yè)布局、示范應用，將進(jìn)一步向資源、市場(chǎng)或者具備良好制造業(yè)基礎的區域聚攏，產(chǎn)業(yè)集群將越發(fā)明顯，長(cháng)三角、大灣區、京津冀將是氫能推廣應用的重點(diǎn)區域。”

氫能，已經(jīng)起飛，來(lái)日飛多遠?

在專(zhuān)家看來(lái)，一旦形成產(chǎn)業(yè)集群和生態(tài)圈，我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程將大大加快。

肖鋼表示，“我們永遠高估了一個(gè)產(chǎn)業(yè)五到十年的發(fā)展速度，永遠低估了十年以后的發(fā)展速度。”

肖鋼補充道，“如果你認為氫能馬上就實(shí)現產(chǎn)業(yè)化了，難免失望一把。你若認為不可能，也許它真的就來(lái)了。”