近期，氫能源成為各地產(chǎn)業(yè)布局的新亮點，不少地方紛紛推出氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方案，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷提速。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。
產(chǎn)業(yè)鏈條構(gòu)建完整
發(fā)展氫能是我國能源轉(zhuǎn)型的重要路徑，各地布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)也是在為能源轉(zhuǎn)型提前鋪路。
業(yè)內(nèi)專家表示，氫能是指在以氫及其同位素為主導的反應中，或者氫在狀態(tài)變化過程中所釋放出的能量，具有來源廣、可儲存、用途多、零碳零污染及能量密度大等特征，可發(fā)電、可供熱，還可作為交通工具燃料。同時，氫還是一個穩(wěn)定介質(zhì)，通過可再生能源制氫，可將不穩(wěn)定的可再生能源變得穩(wěn)定。
國際氫能協(xié)會副主席毛宗強表示，氫能量密度是汽油的3倍，是鋰電池的130倍，這讓氫能燃料在替代過程中的比重不斷增加。統(tǒng)計顯示，目前國際制氫年產(chǎn)量6300萬噸左右，中國每年產(chǎn)氫約2200萬噸，占世界氫產(chǎn)量的三分之一，成為世界第一產(chǎn)氫大國。
在氫能及燃料電池領域，我國已經(jīng)初步形成從基礎研究、應用研究到示范演示的全方位格局，布局了完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈，涵蓋制氫、儲運、加注、應用等4個環(huán)節(jié)。以制氫環(huán)節(jié)為例，目前主要包括煤炭氣化、天然氣、甲醇重整、水電解等制氫方法。未來，“可再生能源+水電解制氫”將成大規(guī)模制氫發(fā)展趨勢。
同時，中國燃料電池車產(chǎn)量逐年增加。國際氫能協(xié)會提供的數(shù)據(jù)顯示，2017年中國共有8個品牌、10款車型的燃料電池汽車在產(chǎn)，總產(chǎn)量為1272輛，較2016年同比增長102.2%。2018年，中國燃料電池車產(chǎn)量達到1619輛，其中燃料電池專用車909輛、大客車710輛。
發(fā)展定位尚待明晰
盡管氫是二次能源，但具有零碳、高效、能源互聯(lián)媒介、可儲能、安全可控等顯著優(yōu)勢，可以在交通、化工原料、工業(yè)、建筑等諸多領域推廣應用，且從各種制氫路線看，未來我國有足夠的氫資源支撐其作為能源。如果將氫能納入我國終端能源體系，與電力協(xié)同互補，將共同成為我國終端能源消費體系的主體，并在我國能源轉(zhuǎn)型中扮演重要角色。
值得注意的是，燃料電池在交通上的應用已成為氫能發(fā)展強勁動力。目前，燃料電池汽車已成為多國重要戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。我國可利用現(xiàn)有資源優(yōu)勢布局氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)，加大產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)及關(guān)鍵技術(shù)投入，搶占戰(zhàn)略制高點。
“雖然中國是第一產(chǎn)氫大國，具有豐富的資源基礎，但國家層面仍然沒有給予氫能明確定位。氫只是作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一部分，缺乏整體頂層設計與戰(zhàn)略規(guī)劃。”中國氫能聯(lián)盟專家委員會主任、同濟大學校長助理余卓平表示，日本、歐洲、韓國、澳大利亞等國家均已發(fā)布氫能路線圖。
北京低碳清潔能源研究院新能源中心助理主任何廣利也指出，頂層設計至關(guān)重要，雖然有近20個省市已發(fā)布相關(guān)規(guī)劃，但全國性的氫能發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃尚未出臺，這或許將影響我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。
“當前，燃料電池汽車發(fā)展的第一大難題就是基礎設施建設瓶頸，如加氫站建站標準法規(guī)、政策體系均不健全，同時也無明確的歸屬管理部門。”何廣利表示，截至目前，上海、佛山、武漢、如皋等地明確了加氫站建設的主管部門及審批流程，但在國家層面卻仍無明文規(guī)定。正因如此，加氫站建設審批比較困難。因而，盡早明確氫能的歸口主管部門，成為業(yè)內(nèi)共同的呼聲。
加速攻關(guān)完善配套
面對方興未艾的燃料電池產(chǎn)業(yè)，完善的零部件產(chǎn)業(yè)鏈配套非常重要。目前，我國燃料電池用的電催化劑、擴散層用碳紙、質(zhì)子交換膜等應用基礎研究的樣品測試已達到國際水平，但沒有建立生產(chǎn)線不能提供批量產(chǎn)品，同時裝車用的電堆關(guān)鍵材料也依賴進口。
“應盡快完善產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)關(guān)鍵材料自主生產(chǎn)，這不僅是降低電堆成本的需要，也是適應燃料電池車大規(guī)模商業(yè)化的要求。”中國工程院院士衣寶廉表示。
中國氫能聯(lián)盟專家委員會、武漢理工大學教授潘牧認為，燃料電池仍有性能提升創(chuàng)新的空間，比如新型納米催化劑的研制需要提速，膜電極性能的提升和電堆的創(chuàng)新等都需要持續(xù)推進。“燃料電池的創(chuàng)新非常關(guān)鍵，我國的前期積累少，追趕的難度大，要爭取通過創(chuàng)新推進燃料電池發(fā)展。”
倘若我國幾年內(nèi)不能建立起燃料電池關(guān)鍵材料和部件的批量生產(chǎn)線，完全依靠進口，發(fā)展到一定程度，必然會出現(xiàn)“卡脖子”問題。
目前，我國燃料電池系統(tǒng)使用的70MPa氫瓶依賴進口，空壓機和氫氣循環(huán)泵也在研發(fā)和試生產(chǎn)階段。因此，應加大廚發(fā)投入，盡快實現(xiàn)批量生產(chǎn)，大幅度降低電池系統(tǒng)成本。為促進關(guān)鍵材料和部件的批量生產(chǎn)，也應加快相關(guān)標準的制定。
事實上，除了在氫燃料電池汽車領域優(yōu)勢突出以外，燃料電池在儲能、發(fā)電等行業(yè)也具有發(fā)展空間。毛宗強預計，到2030年中國將成為世界最大的氫能與燃料電池市場;到2040年，氫能或?qū)⒅沃袊?0%的能源需求。
