萬億氫能的“黃金夢”，開始照進現實
時間:2023-10-18 08:41來源:新能源行業觀察 作者:和暢
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氫能源在應用上又越過了一座山。
“三峽氫舟1”號由三峽集團所屬長江電力、中國船舶第七一二研究所、長江三峽通航管理局、中國船級社等單位共同研發建造，是國內首艘入級中國船級社氫燃料電池動力船。
而它的補給站為“中國三峽綠電綠氫示范站”，是國內首個內河碼頭型制氫加氫一體站，利用三峽電站發出的清潔電能進行電解水制氫，氫氣經過壓縮、儲存、加注等環節，直接供給氫能源船舶，可實現240公斤/小時的氫氣安全快速充裝。
在“三峽氫舟1”號上，氫燃料電池將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置，其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極，產生的電能將直接驅動船舶。
據悉，“三峽氫舟1”號氫燃料電池動力船是以氫燃料為主、輔以磷酸鐵鋰電池動力的雙體交通船，采用了我國自主開發的氫燃料電池和鋰電池動力系統，具有高環保性、高舒適性和低能耗、低噪音等特點，將主要用于三峽庫區及三峽、葛洲壩兩壩間交通、巡查、應急等工作，預計每年可替代燃油103.16噸，減少二氧化碳排放343.67噸。
對于“三峽氫舟1”號開創的綠色能源新“賽道”，中國能建華北電力設計院有限公司高級工程師田江南對新能源行業觀察表示，它會給氫能源領域起到良好的示范作用，更好地推動氫能源領域健康快速發展。
在田江南看來，這艘船用的氫能來自于三峽電站發出的清潔電能進行電解水制氫，屬于綠氫，所以氫燃料電池動力船的應用從整個制儲運加用環節上都是脫碳的；同時，它也是國內首個內河碼頭型制氫加氫一體站，也開創了內河碼頭型制氫加氫一體站先河；另外，它的氫燃料電池額定輸出功率達到了500千瓦，這在交通用氫領域屬于較高功率。
也難怪在“三峽氫舟1”號首航成功后，眾多網友用“‘氫舟’已過萬重山”刷屏，表達了對氫能技術突破的喜悅之情。
然而，我國氫能在廣泛應用上真的“越過萬重山”了嗎？
田江南和新能源行業觀察接觸的其他業內專家均表示，目前來看，我國氫能源應用的產業發展環境尚不健全。“整體來說，氫能源目前還處于產業發展周期的形成期。”
氫能初入黃金發展周期
據田江南介紹，目前我國氫氣年產3300萬噸，其中80%左右用途為煉油、合成氨、合成甲醇等；剩余20%用途主要為電子、食品、電力、玻璃等；而當做能源來用的氫氣目前在交通、發電、建筑、冶金等領域有一些示范，但處于剛剛起步階段。
盡管氫氣用在交通等領域的份額較少，但卻對于氫能的發展至關重要。
正如國家電投董事長錢智民在“中德能源轉型高端對話”上所說，氫是未來清潔能源的重要組成部分，長遠來看，氫能的應用主要在三個領域，交通、合成化工產品和氫發電領域。“氫可以研發生產氫燃料電池，應用于大巴、重卡、工程車等各種各樣的車輛上，雖然使用量上未必會很大，但可以讓更多人認識氫。”
也有氫能專家表示，氫能源在交通領域的技術突破將有助于縮短氫能源發展周期。
財經評論員張雪峰對此觀點表示認可。張雪峰告訴新能源行業觀察，交通領域對能源的需求量巨大，如果氫能源在船舶、航空和汽車等交通工具上得到廣泛應用，將增加氫能源市場的規模和需求。這有助于推動氫能源產業的發展，吸引更多資金和資源投入，促進技術創新和成本下降。
全聯并購公會信息管理委員會專家安光勇則表示，氫能在交通領域的應用突破，有望促使政府、企業和消費者對氫能源的信心增強，進而推動更多的投資和應用。
顯然，“三峽氫舟1”號首航成功，再次加強了社會對氫能的關注度。
事實上，隨著全球環境問題的不斷加劇，可持續發展成為了全社會共同關注的焦點，而氫能作為一種清潔能源，自然備受矚目。
早在2022年3月，國家發展改革委發布了《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035）》，進一步明確了氫能是戰略性新興產業的重點方向，是構建綠色低碳產業體系、打造產業轉型升級的新增長點。
據《國際氫能技術與產業發展研究報告2023》數據，截至2022年12月，全球已有42個國家及地區發布了明確的氫能發展戰略和規劃，這些國家和地區經濟總量占世界的比例超過了80%。
所以，2022年被稱為全球氫能產業規模化發展的“元年”，全球氫能領域的直接投資達到2500億美元。
而據不完全統計，我國97家央企中已有43家進入該行業，還有部分有實力的民企、科研機構、大學也在進行相關研究。業內人士認為，未來十年我國氫能產業發展將迎來黃金發展期，綠氫有望加速崛起。
知名經濟學家、清華大學中國經濟思想與實踐研究院院長李稻葵就認為，氫能，是一個新的萬億產業，甚至在3-5年內，有望成為3-10萬億元大產值。
中國氫能聯盟也預計，到2025年，我國氫能產業產值將達到1萬億元；到2050年，氫氣需求量將接近6000萬噸，氫能在我國終端能源體系中的占比將超過10%。
中國工程院院士、中國工程院原副院長干勇進一步表示，“保守估計，2050年，氫在我國終端能源體系占比約10%，2060年占比將達約15%，成為我國能源戰略的重要組成部分，氫能將納入我國終端能源體系，與電力協同互補，共同成為我國終端能源體系的消費主體，帶動形成十萬億級的新興產業”。
如何實現更廣泛應用？
毫無疑問，隨著技術的不斷進步和政策的支持，我國氫能源將迎來更廣闊的發展前景。但同時，也有業內專家指出，我國氫能源發展還面臨一些挑戰和困難，需要繼續努力推動技術創新和政策支持，以實現氫能源的可持續發展。
安光勇就認為，要更廣泛地應用氫能源，仍需解決一系列挑戰。“主要瓶頸包括氫能源的生產、儲運、基礎設施建設和成本等方面。需要加強產業鏈合作，推動關鍵技術的創新，降低生產成本，并建設更完善的氫能基礎設施。此外，政府政策的支持和行業標準的制定也是推廣氫能源的關鍵因素。”
正如安光勇所說，氫能儲運基礎設施發展薄弱是我國氫能產業發展的“卡脖子”環節。當前，氫能儲運成本占到“制儲輸用”全產業鏈總成本的30-40%。
新能源行業觀察在《電動車與氫能源車，哪個才是燃油車的終結者？》一文也提到，我國氫能運輸的主要手段是高壓氣瓶，通常一輛車的有效載荷量約在250公斤左右，導致其運輸成本較高。
張雪峰則從氫能在船舶、商用車、乘用車等領域的主要瓶頸層面上，向新能源行業觀察表示，氫燃料電池技術還需要進一步發展，以提高其效率和可靠性。
同時，氫儲存和供應鏈的技術也需要進一步完善。另外，降低氫燃料電池系統的制造成本，提高氫制備和儲存的效率是重要的發展方向。“當然，為了廣泛應用氫能源，需要建設健全的氫氣供應網絡和加氫站。”
據公開資料顯示，建一座加氫站需要投資1200-1500萬元。而截至2022年底，我國已經建成310座加氫站，是全球加氫站數量最多的國家。
即便如此，相比較充電站和充電樁，加氫站是“少得可憐”。
不過根據各省級氫能專項規劃，預計到2025年，全國將會建成超過700個加氫站。而根據中國石化之前的規劃，在“十四五”時期，它們將在全國范圍內規劃建設1000個加氫站或者油氫合建站。
上海的一位氫燃料汽車車主就曾表示，自己在地圖上找加氫站，最近的有100公里，在自己開車去后才發現，它不對外來車開放。該車主就又驅車來到另一處加氫站，加了2.4kg氫，用時不足4分鐘。
而說到氫燃料汽車，安全性和續航也是繞不開的熱議話題。
中國科學院院士、西安交通大學教授郭烈錦就表示，氫和燃氣一樣會爆炸，濃度到4-75%，它都有可能爆炸，但氫氣的擴散速率最快，在開放空間聚集這樣的濃度是很困難的，所以，氫比燃氣等都安全。
但南方科技大學清潔能源研究院院長、澳大利亞國家工程院外籍院士劉科則表示，氫分子是最小的，物理性能上最容易泄露，而作為大城市里的乘用車，都是要進地下車庫的，這樣的封閉空間，乘用車還是否安全就需要進一步論證了。
在續航方面，上述車主也表示，自己的車滿氫狀況下只能跑不到300公里，“有一種早期電動汽車的使用感。”
北京的一位網約車司機在談到氫燃料汽車時表示，一公里成本在8毛錢左右，夏季續航500公里，而冬季有時只能開200多公里，北京之前投放的80輛車，三分之二都退了，因為“根本不賺錢”。
事實上，經過多年的技術發展，氫能已經從過去的每千瓦幾千元下降到了2000元以下，此外，我國氫燃料電池汽車的關鍵材料、零部件等在國產化方面也實現了長足發展。相信氫能每千瓦降到千元以內也是時間問題。
所以在談到氫能源汽車和電動汽車的發展趨勢時，田江南對新能源行業觀察表示，氫燃料汽車代表未來，電動汽車是過渡產品。主要原因是，電動汽車沒有從根本上解決減碳的問題，電動汽車消耗的是電能，而我國目前電網中的電70%左右是來自于火電。“電動車雖然不排二氧化碳，實際上屬于污染轉移。另外，電動汽車有很多弊端，如充電時間慢、在低溫下里程縮短、動力性不足等問題。”
田江南同時認為，氫能源汽車完美地解決了電動汽車的所有問題。如，氫能源汽車加氫速度快，堪比加油速度；氫能源汽車在低溫地區啟動沒有問題等。重要的是，如果加氫站的氫氣屬于綠氫，那么制氫到用氫是沒有碳排放的。
顯然，在清潔和高效方面，氫能稍占上風，但就目前的基建數量和使用成本方面，氫燃料則還有很長的路要走。
就如同明天氫能公司氫能與燃料電池研究院副院長潘永志所說的：如果政策、資本層面對前端制儲運的支持和準備，讓氫能大范圍推廣更有效果，燃料電池汽車才能更有未來。令人欣喜的是，隨著近期國家標準委與國家發展改革委、工業和信息化部等六部門聯合印發了《氫能產業標準體系建設指南（2023版）》，氫能已經在黃金發展周期大步邁向前。
文章標簽：
氫能
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