“未來要構建以清潔能源為主的多元能源供給系統(tǒng),氫能是重要載體。”在11月26日舉辦的第五屆中國能源發(fā)展與創(chuàng)新論壇上,中國產業(yè)發(fā)展促進會副會長于士和指出,氫能的開發(fā)與利用技術已成為新一輪世界能源技術變革的重要方向。
氫能被視作21世紀最有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗瑐涫苋蜿P注。在我國,伴隨著國家及地方政策“春風”的出臺,氫能產業(yè)逐步升溫,儼然成為當下火熱的一個新風口。
目前,我國氫能及燃料電池產業(yè)集群已然形成,整個產業(yè)鏈布局初見雛形,產業(yè)正迅速駛入“快車道”。不過,目前氫能產業(yè)化過程中仍存在諸多痛點,發(fā)展之路任重而道遠。
“21世紀將是氫能世紀,人類將告別化石能源而進入氫能經濟時代?!鼻迦A大學教授、國際氫能協(xié)會(IAHE)副主席毛宗強對氫能信心滿滿。
聯(lián)合國開發(fā)計劃署能源環(huán)境處項目主任張衛(wèi)東同樣看好氫能前景,他指出,21世紀的終極能源必將是氫能,未來的氫能必將是可持續(xù)發(fā)展能源的核心,將成為支持世界經濟發(fā)展的關鍵能源。
氫能到底有多厲害,被寄予如此厚望?
氫是宇宙中最豐富的元素,地球表面沒有現(xiàn)成的氫氣,氫主要以化合物的形式存在,水是最重要的氫的化合物,而水又是世界上廣泛存在的物質。當氫轉化為無污染、零排放的可再生能源后,人類不必像爭奪分布不均的石油那樣發(fā)動戰(zhàn)爭,因此氫被譽為“和平能源”。
毛宗強指出,除了資源豐富,氫燃燒產生的熱量也很大,是汽油發(fā)熱值的3倍,是除核燃料之外所有化石燃料、化工燃料和生物質燃料中最高的。
更重要的是,從整個生命周期來看,與其他燃料相比,氫能也最清潔,氫燃料電池發(fā)電只產生清潔的水,而水又可以循環(huán)使用再產生氫,可以實現(xiàn)零排放。
當前,燃料電池汽車是氫能最主要的應用場景,從全球來看,氫能開發(fā)與利用技術是汽車產業(yè)未來發(fā)展的戰(zhàn)略制高點。事實上,氫能的應用場景并不局限于氫燃料電池車。在交通領域,氫能還可以應用在船舶、飛機等。在工業(yè)領域,氫氣已經是重要的工業(yè)原料和還原劑,氫氣是精細化工、醫(yī)藥中間體等行業(yè)的合成原料及冶金、電子、玻璃、機械制造的保護氣。在煉鋼上,氫氣可以代替焦炭煉鐵。
面對能源安全、環(huán)境保護等壓力,發(fā)展氫能已成為能源轉型共識。自從今年全國兩會中首次將氫能寫入《政府工作報告》,氫能的概念迅速火遍整個中國大地,各地政府像搶占制高點一樣紛紛在原有基礎上加強政策的實際落地,一時間東方氫島、西部氫谷、北方氫都等概念傳遍全國。
業(yè)內統(tǒng)計,目前已經有36個地方(省市級)出臺了扶持氫能和燃料電池產業(yè)的相關政策。比如,上海提出到2025年建成加氫站50座,乘用車不少于2萬輛,其他車不少于1萬輛。佛山計劃今年投入使用10座加氫站,力爭實現(xiàn)1000輛氫能公交車示范運營目標。武漢計劃到2020年建設5座至20座加氫站,燃料電池車示范運行規(guī)模達到2000輛至3000輛。
在業(yè)內人士看來,眾多城市之所以如此鐘情氫能,形成爭搶之勢,其根本原因在于氫能背后的萬億級產業(yè)規(guī)模。
佛山(云?。淠墚a業(yè)與新材料發(fā)展研究院副院長燕希強表示,氫能源產業(yè)鏈的上游包括制氫和產氫、儲氫運輸、加氫站運營等環(huán)節(jié),中游包括燃料電池系統(tǒng)及零部件生產制造等環(huán)節(jié),下游包括氫燃料電池應用等?!皻淠苌舷掠伟巳f億級的應用場景?!?/p>
一般來說,氫能源的下游應用環(huán)節(jié)主要分為三大場景:便攜式應用場景(主要在戶外輔助充電設備、軍用等)、固定式應用場景(主要在家用燃料電池、通信基站備用電源、不間斷電源等)、交通運輸應用場景(主要在氫燃料汽車)。當前,氫燃料電池得到了率先發(fā)展。
廣東愛德曼氫能源裝備有限公司董事長徐黎明認為,氫能未來將成為我國能源結構的重要組成部分,氫能市場空間廣闊。他預計在2030年國內氫能產業(yè)市場規(guī)模可達到萬億元,2050年市場規(guī)模將達到4萬億元。
我國氫能產業(yè)在快速發(fā)展的同時,也逐漸顯露出一些突出問題,仍需“爬坡過坎”。
中科院大連化學物理研究所燃料電池部部長、研究員、博士生導師邵志剛指出,氫能的發(fā)展首先還存在一些技術瓶頸?,F(xiàn)在,氫氣主要是從化石燃料中提取,從清潔能源中提取的氫氣占比非常小,制氫的效率很低,氫氣儲存和整個供應鏈體系依然使用的是傳統(tǒng)技術。
對于氫能發(fā)展,技術和材料的短板無法回避。目前我國的氫能源燃料電池的催化劑、質子交換膜以及炭紙等都需要進口,而且這些還被國外壟斷。在建設加氫站過程中,相關基礎措施不足,核心技術和基礎設施都在不斷增大燃料電池的成本。
由于氫能的特殊性,其儲存和運輸?shù)囊蠖己芨?。目前一個加氫站的建設成本高達300萬美元,如果沒有國家層面的資金支持,很難大規(guī)模建設。同時,在氫氣的儲存和運輸方面同樣存在很大的問題。氣態(tài)儲氫需要使用高壓氣罐將氫氣壓縮、儲存到碳纖維包裹的鋁制氣瓶中,氣體壓力可高達700個大氣壓,氣態(tài)儲氫存在儲氫量小、安全性差等缺點;而液態(tài)儲氫在氫氣液化過程中需要消耗大量的壓縮功,能耗較高,對容器的絕熱性能要求也較高。
此外,在運輸過程中,由于氫氣的易燃易爆特性,增加加氫站時需要專門鋪設新的管道。這也就意味著要想實現(xiàn)氫燃料電池車的普及,還需要建立一整套配套設施。
長城汽車股份有限公司總裁王鳳英認為,為盡快解決氫能基礎設施建設緩慢問題,可參照德國、日本等先進國家經驗,由能源、汽車、金融等相關行業(yè)的優(yōu)勢企業(yè)共同組建大型加氫站,多方參與合作,共同減低投資風險。
廣州汽車工業(yè)集團有限公司黨委書記兼董事長曾慶洪建議,政府一方面應加大加氫站建站補貼力度,另一方面應加速制氫產業(yè)發(fā)展,降低氫氣成本,同時在運營角度,應考慮給予加氫站運營補貼,促進加氫站網絡建設,以便其更好地與氫燃料汽車發(fā)展“接軌”。(本刊綜合)