人類社會(huì)的發(fā)展離不開能源。目前,不可再生的傳統(tǒng)化石能源,如石油、天然氣、煤炭、核材料等,因過度開采而面臨枯竭。同時(shí),它們?cè)谑褂眠^程中也帶來了不可避免的環(huán)境污染與大量的二氧化碳排放,嚴(yán)重威脅了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此,改變傳統(tǒng)能源高能耗、高污染的利用方式,改善可再生能源應(yīng)用的局限性,開發(fā)潔凈、可持續(xù)的新能源及其相應(yīng)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換技術(shù),以解決人類面臨的能源短缺危機(jī)和環(huán)境污染問題,已成為當(dāng)前世界各國(guó)的重點(diǎn)發(fā)展方向。
2014年,習(xí)近平主席高瞻遠(yuǎn)矚地提出了能源四大革命(能源消費(fèi)革命、能源供給革命、能源技術(shù)革命、能源體制革命),為能源利用技術(shù)的綠色低碳發(fā)展指明了方向。2020年,習(xí)近平主席在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上作出“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的莊嚴(yán)承諾。隨后,中國(guó)陸續(xù)發(fā)布了一系列規(guī)劃和政策,以鼓勵(lì)發(fā)展與實(shí)施清潔高效的能源利用技術(shù),為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供重要支撐。
氫作為二次能源載體,潔凈易得,可以方便、高效地轉(zhuǎn)化成電和熱。采用可再生清潔能源(如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水利能、地?zé)崮埽┧a(chǎn)生的間歇電能制氫,不僅可以實(shí)現(xiàn)間歇電能的儲(chǔ)存,還可以通過燃料電池等電化學(xué)技術(shù)將氫能轉(zhuǎn)變成電能,從而實(shí)現(xiàn)零排放及可再生能源的可持續(xù)循環(huán)。此過程會(huì)催生可持續(xù)發(fā)展的氫能經(jīng)濟(jì),逐步替代以傳統(tǒng)化石能源為基礎(chǔ)的社會(huì)生產(chǎn)和生活結(jié)構(gòu)。燃料電池通過電化學(xué)反應(yīng)直接將氫(燃料)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,無(wú)須燃燒,避免了卡諾循環(huán)的限制及直接燃燒帶來的污染物(如NOx),從而獲得較高的轉(zhuǎn)化效率(理論值高達(dá)85%~90%)。氫能燃料電池是利用氫能的一種重要方式,采用氫能燃料電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車提供了一種可持續(xù)、高效、零排放的綠色出行模式。因此,氫能燃料電池被廣泛認(rèn)為是未來電動(dòng)車的主力電源。氫能燃料電池發(fā)電與可再生能源大規(guī)模制氫互補(bǔ),也是實(shí)現(xiàn)有效利用氫-電互換優(yōu)勢(shì)、發(fā)揮能源智慧互聯(lián)互補(bǔ)、提高能源利用效率的重要方式。
當(dāng)前,在國(guó)家政策扶持和行業(yè)專家、企業(yè)家的共同努力下,氫能利用已進(jìn)入發(fā)展的有利時(shí)期。尤其是可再生能源發(fā)電成本的大幅下降,為大規(guī)模電解水制氫奠定了基礎(chǔ),為解決可再生能源的儲(chǔ)存、再分配及利用提供了抓手。此外,采用目前化石能源發(fā)電的“棄電”電解水制取的綠氫,通過燃料電池進(jìn)行利用,也可改善能源循環(huán)的效率。
“十四五”時(shí)期是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵時(shí)期,也是發(fā)展清潔能源和推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要窗口期,更是氫能發(fā)展的重大機(jī)遇期。但是,氫能產(chǎn)業(yè)還有很多關(guān)鍵技術(shù)亟待突破,一些核心材料和技術(shù)還面臨挑戰(zhàn)。同時(shí),發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)要慎重考慮市場(chǎng)需求與技術(shù)成熟度,做好統(tǒng)籌規(guī)劃,切不可蜂擁而上。另外,在氫能利用方面我們也應(yīng)做到有所為,有所不為。氫能利用的方式非常多,氫能燃料電池汽車是氫能利用的一種重要方式,我們?cè)谶@方面大力開發(fā)是符合民生要求的,但也要防止一些沒有科學(xué)原理和證據(jù)支持下的氫能偽利用。
氫能的發(fā)展需要多行業(yè)、多領(lǐng)域的協(xié)同合作,共同推動(dòng),更需要國(guó)家政策的扶持。只有努力完善氫能產(chǎn)業(yè)鏈,構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料及核心技術(shù)的自主國(guó)產(chǎn)化,才能真正實(shí)現(xiàn)氫能的產(chǎn)業(yè)化,為國(guó)家的能源安全作出貢獻(xiàn)。