氫能大規(guī)模商用還有多遠(yuǎn)？

王賀

編者按

國(guó)家、地方政府和企業(yè)三方發(fā)力，使整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)如同燒到100度的開(kāi)水，蒸汽彌漫。而氫能的大規(guī)模商用則剛剛升溫，還未沸騰。本報(bào)今日刊發(fā)《氫能專題》，從商用、地方規(guī)劃、企業(yè)戰(zhàn)略等方面描繪氫能未來(lái)畫卷，詳見(jiàn)P5～P7。

日前，山東省人民政府辦公廳發(fā)布了《山東省氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2020—2030年）》，這是國(guó)內(nèi)首個(gè)氫能省級(jí)規(guī)劃，氫能產(chǎn)業(yè)再度火了。

事實(shí)上，氫能產(chǎn)業(yè)之火在今年兩會(huì)期間便已燒了起來(lái)。

在今年全國(guó)兩會(huì)上，代表委員關(guān)于“氫能”的提案和建議，分量也在加碼。包括國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司董事長(zhǎng)、黨委書(shū)記石玉東，中國(guó)石化天津石化公司黨委書(shū)記李永林，鎮(zhèn)海煉化黨委書(shū)記呂亮功等國(guó)家能源體系的三位人大代表和政協(xié)委員，均呼吁國(guó)家加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)。

此外，關(guān)于推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的相關(guān)政策，今年已陸續(xù)出臺(tái)。

近日，財(cái)政部、工信部、科技部、國(guó)家發(fā)改委四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》，提出要爭(zhēng)取通過(guò)4年時(shí)間，建立氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈。

國(guó)家、地方政府和企業(yè)三方發(fā)力，使整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)未來(lái)的美好藍(lán)圖似乎近在眼前，但距離大規(guī)模商用還很遙遠(yuǎn)。

安全與低成本不可兼得

“當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)比較時(shí)髦，山東發(fā)布首個(gè)氫能省級(jí)規(guī)劃后，其他省市會(huì)陸續(xù)跟上?！睆B門大學(xué)中國(guó)能源政策研究院院長(zhǎng)林伯強(qiáng)告訴《新能源汽車報(bào)》記者，“不過(guò)，我國(guó)氫能商業(yè)化面臨的困難還有很多?！?/p>

在林伯強(qiáng)看來(lái)，氫能的基本技術(shù)包括儲(chǔ)運(yùn)等，把能源由一次轉(zhuǎn)換成二次，變成氫能的技術(shù)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，但儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)卻是很麻煩的事情。

氫的質(zhì)量能量密度高，大約是汽油的3倍;但體積能量極低，常溫常壓下比汽油低4個(gè)數(shù)量級(jí)。氫還具有易燃易爆的特點(diǎn)，爆炸極限濃度為4.0%-75.6%（體積濃度），同時(shí)在高壓下容易使材料發(fā)生氫脆。這些固有物性使得氫的運(yùn)輸和儲(chǔ)存十分不便，成為氫能產(chǎn)業(yè)一個(gè)比較棘手的問(wèn)題。

當(dāng)前，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)比較成熟，是目前最常用的儲(chǔ)氫技術(shù)。該技術(shù)是采用高壓將氫氣壓縮到一個(gè)耐高壓的容器里。儲(chǔ)氫罐主要由壓力部件金屬套筒、聚合物或金屬襯板、碳纖維增強(qiáng)層、防沖擊外罩和底座組成，可有效增強(qiáng)氣罐的抗沖擊能力，提高安全性，同時(shí)灌裝氫氣方便。

然而，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)主要缺點(diǎn)是需要配備高強(qiáng)度耐壓容器，并且需壓縮才可儲(chǔ)存，但壓縮過(guò)程中將消耗大量能源。此外，耐壓容器在存儲(chǔ)氫氣時(shí)易被腐蝕，存在泄漏和爆破等風(fēng)險(xiǎn)，并且氣態(tài)儲(chǔ)氫能量密度較低，只有4.4 MJ/L，遠(yuǎn)低于汽油31.4 MJ/L的能量密度。

林伯強(qiáng)指出，目前氫能產(chǎn)業(yè)面臨的問(wèn)題主要是經(jīng)濟(jì)性和安全性的問(wèn)題，目前的技術(shù)還做不到既能保證安全，成本又低。因?yàn)楫?dāng)經(jīng)濟(jì)性和安全性綁在一起時(shí)，不安全就無(wú)法保證經(jīng)濟(jì)性。

工信部原部長(zhǎng)、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李毅中曾在2019氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展峰會(huì)上表示，制備氫氣主要有三種途徑：一是化石能源制氫，即用煤、天然氣、石油等來(lái)制氫;第二個(gè)制氫方式是工業(yè)副產(chǎn)氫氣的回收提純利用;第三是電解水制氫。

“在當(dāng)下的技術(shù)條件下，雖然化學(xué)能源制氫技術(shù)是成熟的，但是路徑并不可取。生產(chǎn)1公斤的氫，要伴生5.5公斤到11公斤的二氧化碳，作為溫室的二氧化碳絕不允許大量排放。副產(chǎn)氫氣的回收如果把焦?fàn)t氣作為主產(chǎn)品，盲目的擴(kuò)大能力，就會(huì)造成焦炭的嚴(yán)重過(guò)剩，煉焦本身就是高污染，要防止產(chǎn)能過(guò)剩。電解水制氫是主要發(fā)展方向，但需注意三個(gè)問(wèn)題，一是耗電過(guò)高;二是生產(chǎn)清潔電源，火電不能混入;三是能否把棄水、棄風(fēng)、棄光的電很便宜的給予電解水?！崩钜阒姓f(shuō)。

李毅中表示，每公斤氫氣的生產(chǎn)成本，在合理的原材料價(jià)格和電價(jià)的前提下，要合理選取。煤制氫一公斤是10元，天然氣、石腦油、重油、甲醇制氫每公斤是17元，副產(chǎn)氫回收是21元，電解水是30元。

可見(jiàn)，技術(shù)成熟，但需排放大量二氧化碳的化學(xué)能源制氫，其成本最低。而作為未來(lái)主要發(fā)展方向的電解水制氫，其成本在三種主要制氫方式中最高，安全與低成本不可兼得。

大規(guī)模商用還有多遠(yuǎn)

“目前肯定要大力推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但是要指望很快形成氫能產(chǎn)業(yè)鏈，開(kāi)始大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，應(yīng)該還是比較遙遠(yuǎn)的事情。”林伯強(qiáng)告訴記者。

林伯強(qiáng)認(rèn)為，氫能屬于二次能源，目前主要用于氫燃料汽車，并且可以轉(zhuǎn)換為熱能。不過(guò)，目前我國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展比氫能源汽車要超前很多。

盡管氫燃料汽車和純電動(dòng)汽車一樣都是新能源汽車，不過(guò)受制于成本、技術(shù)、儲(chǔ)存運(yùn)輸困難等原因，氫燃料汽車在普及程度上一直落后于純電動(dòng)汽車，而且與后者之間的差距不斷拉大。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年，中國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別為2831輛、2737輛。而2019年中國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷分別完成124.2萬(wàn)輛和120.6萬(wàn)輛。

此外，對(duì)于已經(jīng)出售的氫燃料汽車，目前大部分也集中在公共交通、商業(yè)客車等領(lǐng)域，私家車相對(duì)而言非常少。

林伯強(qiáng)進(jìn)一步指出，目前我國(guó)低碳轉(zhuǎn)型遇到了一些困難，所以氫能作為一個(gè)很重要的方面肯定會(huì)大力發(fā)展，但目前全球的進(jìn)展還比較緩慢。

新興產(chǎn)業(yè)研究與顧問(wèn)公司TrendBank數(shù)據(jù)顯示，截至2019年年底，中國(guó)建成加氫站僅為51座。美國(guó)能源部的數(shù)據(jù)顯示，2012年全美有58個(gè)加氫站（包括公用和私用），到2019年底，這一數(shù)字僅增長(zhǎng)至61個(gè)。

經(jīng)過(guò)多年的積累，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)部分領(lǐng)域初具產(chǎn)業(yè)化條件。未來(lái)隨著技術(shù)的不斷更新、成本的持續(xù)下降、機(jī)制的健全完善，氫能的發(fā)展必將為推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型提供有力支撐。