氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一。目前，我國氫能產業發展已迎來窗口期。

 

一批產業集群涌現

 

北方，山東。全國首座高速加氫站、首座港口加氫站先后建成，25座加氫站日供氫能力超過20噸，燃料電池車輛總推廣數已超過1000輛……“氫進萬家”科技示范工程進展迅速，該示范工程的整體目標，將建設1條氫能高速、2個氫能港口、3個科普基地、4個氫能園區、5個氫能小區等。

 

位于南方珠三角腹地的佛山市南海區，已聚集氫能企業和機構超150家，涵蓋氫能全產業鏈，形成超600億元投資規模的產業集群。

 

“示范應用項目推動著產業體系的構建。”國家燃料電池技術創新中心首席科學家陳文淼說，通過類似“氫進萬家”這樣的示范工程，逐步擴大氫能的應用領域，擴大使用場景，增加氫的使用量，最終可降低成本。

 

面對氫能產業蓬勃發展的態勢，我國通過五大示范城市群以及“氫進萬家”等一批示范項目，持續推動氫能在交通、建筑、儲能等領域的綜合應用，帶動氫能制、儲、輸、用全產業鏈協同發展，也推動了區域優化布局。

 

據業內專家介紹，我國車用質子交換膜、燃料電池系統集成已經取得重大突破，相關產業鏈已經建立；面向重卡的大功率燃料電池系統成為氫能產品的高技術亮點，具有國際領先水平；構建了較為完整的氫能和燃料電池技術鏈和產業鏈，燃料電池整車產品的競爭力也顯著增強，商用車的氫耗、續時里程、能啟動等主要性能指標持續優化。

 

截至4月底，我國氫能燃料電池累計推廣量接近1.4萬輛，其中商用車超過1.3萬輛，商用車的推廣規模全球領先，而且實現了港口、礦山、環衛、城建、公交、城際物流等重型作業及遠程大宗商品運輸全場景的覆蓋。

 

加氫基礎設施建設發展較快。目前全國建成加氫站超過350座，位居全球第一。

 

“我國氫能產業正呈現出廣闊的發展前景。”中國機械工業聯合會會長徐念沙說，石油化工、煤化工、氫冶煉和氫儲能領域建設不斷加速。一批氫能產業集群正在涌現，應用領域方興未艾，產業鏈、供應鏈、創新鏈不斷完善。

 

中國石油管道局工程有限公司副總經理李國輝展示了一張關于“西氫東送”全國氫能骨干網絡的未來規劃圖。“至2050年，基本上所有的氫都會通過管道來進行輸送，我們構建了聯通多地‘一橫一縱三支’的北方氫能大管網，全長五六千公里；該規劃還包括長三角、珠三角、川渝地區。”

 

儲運仍是薄弱環節

 

寧夏，某天然氣摻氫降碳工程中試項目基地。研究人員正忙碌著，分析摻氫天然氣管道的分層現象，對摻混的不同比例進行測試。

 

距其近千里之外的河南，從濟源到洛陽之間，有一條25公里長的純氫輸送管道，是國內目前已建管徑最大、壓力最高、輸量最高的氫氣管道，已經運行了8年。

 

“純氫或摻氫管道輸送是打通制氫和用氫的最后一公里。”李國輝說，我國氫能資源的分布非常不均衡，氫能資源主要分布在煉化企業，風光發電和天然氣資源豐富的西北、東北、中西部等地區。消費市場主要集中在東部地區。近期氫能儲運主要服務區域內就近短途運輸，未來中長距離儲運需求較大。

 

歐陽明高說，儲運仍然是氫能全技術鏈的薄弱環節，雖然有各種技術創新，但真正能夠落地的顛覆性技術還沒有出現。

 

“目前，我國已建成的有一定規模的純氫管道達3條，不到100公里，幾乎都是以煉油化工用氫為目的。針對天然氣摻氫長距離混輸實踐，僅有幾家摻氫平臺試驗。”李國輝說。

 

“到2050年，如果我們的氫能儲運規模達到7000萬噸，其中大概一半以上是需要管道來輸送的，也就是3500萬噸，相當于我們現在的天然氣管道的規模，可能需要的管道里程在15萬公里到20萬公里之間。”李國輝預測。

 

“亟待加快氫氣儲運裝備開發能力建設。”中國特種設備檢測研究院研究員李翔說，我國核心氫氣儲運裝備能力建設欠缺，氫氣儲運裝備材料、設計制造、安全狀態監測與評價等方面均存在不少挑戰。

 

在公眾關注的燃料電池汽車技術方面，陳文淼說，目前燃料電池和氫能的使用成本仍然較高，相關動力裝置仍存在“買得貴、用得貴”的實際情況。

 

中國汽車工程學會常務副理事長兼秘書長張進華認為，與全球領先水平相比，我國燃料電池汽車技術整體上仍然存在著較大差距，特別是在關鍵的核心零部件及材料器件方面，如碳紙、催化劑、質子交換膜、碳纖維材料、加氫設備、相關管閥件等對外依存度較高。大規模可節省能源制氫技術、高可靠性特別是70兆帕加氫技術等關鍵技術水平仍然有待提高。

 

需跨界協同破短板

 

據不完全統計，全球已有30多個國家發布了氫能相關戰略，歐、美、日、韓等主要經濟體都把綠氫作為長期發展的戰略，并制定相應政策。

 

2022年，我國發布了《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035）》。根據規劃，到2025年，我國將初步建立以工業副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系。到2030年，形成較為完備的氫能產業技術創新體系、清潔能源制氫及供應體系。到2035年，形成氫能產業體系，構建涵蓋交通、儲能、工業等領域的多元氫能應用生態。

 

“我國氫能產業發展迎來窗口期，這也是世界氫能產業的窗口期。”專家認為，在碳中和的愿景之下，綠色低碳和可持續發展已經成為全球發展的一個共識，綠氫已成為氫能產業發展的重點。

 

李國輝說，氫能產業布局已經遍布全國，30個省份將氫能寫入了“十四五”發展規劃。但市場層面、技術層面也存在一些需要改進與完善的地方。

 

“要加強薄弱環節技術攻關，提升產業整體技術水平。”張進華說，培育氫能和燃料電池產業是一項具有重大意義的復雜系統工程，其技術創新難度高、能源供應體系重塑挑戰大，任務十分艱巨，需要多方的高度協同、共同推進。

 

“未來需要發展更加先進的制氫技術。”國際氫能協會主席謝菲爾德說，目前綠氫還面臨一系列挑戰，如綠氫的制備技術門檻比較高，成本也比較高，未來對于綠氫制備的流程和設備還需要進一步優化，同時其投資回報也需要進行優化。

 

“跨界融合，突破關鍵技術的制約。”陳文淼說，國家燃料電池技術創新中心有共建單位16家，包括產、學、研、用等相關多家單位，通過深度協作和融合，充分發揮產業鏈上下游的資源優勢，共同推動燃料電池產業的快速發展。

 

“協同創新，共促發展。”徐念沙說，發展氫能是實現“雙碳”目標的必然選擇，未來應加強各國之間在氫能領域的深度合作，進一步破解氫能產業技術和裝備的短板弱項，以科技創新引領產業持續健康發展。