很多人在問，氫能怎么今年忽然就火了?
事實(shí)上，全球氫能已經(jīng)歷了四輪熱潮。每輪熱潮的興起和回落，都繞不開兩個關(guān)鍵問題：一是能源成本，二是氣候治理。
1973年爆發(fā)的石油危機(jī)導(dǎo)致全球石油短缺，油價從3美元飆至13美元。備受高油價困擾的國家開始設(shè)想，能否用煤炭與核能制造氫氣以替代石油。1977年，國際能源署氫能和燃料電池技術(shù)合作計劃設(shè)立，一些國家隨即展開技術(shù)研發(fā)。但隨著石油危機(jī)解除，第一輪氫能熱退潮。
到了1992年，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》獲得通過，這是全球多國在應(yīng)對氣候變化問題上首次達(dá)成共識，可以實(shí)現(xiàn)“零排放”的氫能技術(shù)再度被關(guān)注。此后幾年，日本以及歐洲的一些國家重金投入氫能技術(shù)研發(fā)，并有所斬獲。但是，持續(xù)低迷的油價降低了投資者的投資熱情，氫能產(chǎn)業(yè)仍未能形成規(guī)模。
2005年2月，舉世矚目的《京都議定書》正式生效，這是人類歷史上首次以法規(guī)形式限制溫室氣體排放，全球氣候治理的熱情再度被激發(fā)。歐美日加大了對氫能的研發(fā)投入，并出現(xiàn)了一批商業(yè)化氫能公司。然而，2008年金融危機(jī)等因素影響了部分國家對氣候治理的持續(xù)投資，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展再次受阻。
直到2018年，可再生能源發(fā)電成本的顯著下降，加上全球減排進(jìn)程提速，氫能產(chǎn)業(yè)得以重整行裝、集結(jié)出發(fā)。
誰在走?
從數(shù)量看，參與本輪集結(jié)的國家遠(yuǎn)超以往。
老將不會缺席。比如日本于2019年提出了《氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖》，目標(biāo)是“2025年實(shí)現(xiàn)氫能交通和民用市場的推廣和普及，2030年實(shí)現(xiàn)氫能大規(guī)模供給”;法國將氫能作為疫情后重振經(jīng)濟(jì)的重要抓手，明確“2023年前建造100座氫充電站，達(dá)成5000輛商用氫能小客車”等目標(biāo)。
除了上述國家，德國嘗試在全國加快氫能網(wǎng)絡(luò)布局;荷蘭希望憑借風(fēng)能、物流等條件展開綠氫生產(chǎn);英國除了要提高氫產(chǎn)量，還將開建一個完全由氫供熱的城鎮(zhèn)。
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟專家委員會主任余卓平的統(tǒng)計，貢獻(xiàn)全球GDP約52%的27個國家中，有16個已經(jīng)制定了全面的國家氫能戰(zhàn)略，還有11個國家正在制定國家氫能戰(zhàn)略。
盤點(diǎn)這些國家的氫能戰(zhàn)略，會發(fā)現(xiàn)這些國家首要任務(wù)相當(dāng)一致：脫碳。
加拿大燃料電池企業(yè)巴拉德動力系統(tǒng)首席執(zhí)行官麥楷文指出，脫碳、零碳已成為全球共識，有70多個國家將氫視為實(shí)現(xiàn)脫碳的一條最關(guān)鍵的技術(shù)路徑。
除了脫碳，戰(zhàn)略還指向一個潛在方向：爭奪未來能源行業(yè)的新風(fēng)口。
能源一直與資源有著緊密的聯(lián)系——石油時代，掌握油藏者為王;光伏時代，擁硅者為王。但氫能是一個例外。由于空氣含有大量氫元素，只要通過技術(shù)手段將其獲取轉(zhuǎn)化，我們就能擁有這種零排放、能量密度高的能源，就能站上新風(fēng)口。
然而，氫能尚處在商業(yè)化初期，要想在新風(fēng)口站穩(wěn)，不僅需要技術(shù)，而且要有可供試錯的市場。和其他國家相比，中國在上述兩方面都有優(yōu)勢。
澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士、新南威爾士大學(xué)中國尖端技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院院長甄崇禮指出：“中國絕對有希望在很短的時間內(nèi)做到世界領(lǐng)先，因?yàn)橹袊芏鄤e的國家不一樣……不但有應(yīng)用場景，(中國)企業(yè)也有應(yīng)用新科技的熱情。”
往哪走?
搶風(fēng)口，比拼的還有速度。中國能源工程集團(tuán)上海氫能研究院院長范欽柏曾以氫燃料電池為例指出，彎道超車，先要找道。
氫電耦合，就是當(dāng)下多方認(rèn)可并嘗試進(jìn)入的賽道。
電力企業(yè)紛紛布局自不必說。在國內(nèi)，光伏巨頭隆基正借助自身優(yōu)勢，開發(fā)綠電制氫及氫能裝備項(xiàng)目;在國外，德國萊茵集團(tuán)準(zhǔn)備聯(lián)合化工企業(yè)建設(shè)大型海上風(fēng)電場，風(fēng)電場產(chǎn)生的兩成電力將直接用于生產(chǎn)綠氫。
非電力企業(yè)也在積極進(jìn)場。在國內(nèi)，中國石化表示將逐步打造“油氣氫電服”綜合加能站;在國外，挪威國油和英國公用事業(yè)公司則宣布，將聯(lián)合開發(fā)世界上第一座100%氫燃料發(fā)電廠。
氫能的應(yīng)用場景很多，但直到今天，只有試圖破解長距離低碳運(yùn)輸問題的氫燃料電池摸到了商業(yè)化的大門。氫電耦合之所以能成為新賽道，也是因?yàn)樗型平馕磥碛绊戨娏π袠I(yè)發(fā)展的難題——面對大量接入的綠電，我們應(yīng)該怎么辦?
無論是煤炭還是石油，除了可以提供能量，其本身也是儲存能量的介質(zhì)。然而風(fēng)電和光伏不同，它們可以產(chǎn)生電力，卻無法儲存電力。
當(dāng)下，補(bǔ)齊新能源儲能短板的方案有兩種：抽水蓄能和電化學(xué)儲能。然而，兩種儲能僅為小時級別或日級別的，與之相比，氫能可儲存能量達(dá)數(shù)月之久，且期間不會發(fā)生能量衰減。
上海電力股份有限公司副總經(jīng)理夏梅興指出，在電力行業(yè)的發(fā)展過程當(dāng)中，迫切需要一個載體來實(shí)現(xiàn)電力的實(shí)時平衡和處處平衡，而氫能在這個過程當(dāng)中恰好勝任。
對于電網(wǎng)，氫能將有助于其實(shí)現(xiàn)平衡。夏梅興認(rèn)為，在能源供應(yīng)側(cè)，可以用可再生能源通過集中式和分散式來制氫、儲氫，消納富余的光伏水電來制氫，這樣一來，電網(wǎng)便可以實(shí)現(xiàn)平滑輸出。
對于火電，氫能可更有效地幫助其調(diào)峰。夏梅興指出，火電的啟停是需要成本的，停下來就要付出成本，所以極端情況下可能會出現(xiàn)電價為負(fù)。氫能起到調(diào)峰、調(diào)頻的作用，可使整個發(fā)電機(jī)組維持比較高的負(fù)荷率。
怎么走?
2020年11月，國際可再生能源機(jī)構(gòu)發(fā)布了首份《綠色氫能政策》報告，其中指出，將綠色氫能從一個利基市場參與者轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用廣泛的能源載體，需要制定綜合的政策體系來克服最初發(fā)展的阻礙。
這里提到的阻礙，一是成本，二是技術(shù)。
對于成本，中國工程院院士彭蘇萍建議，降成本需從兩端入手，即重點(diǎn)在制氫與燃料電池制造方面進(jìn)行成本控制。
目前，制氫的成本痛點(diǎn)在于電價和電解槽。國聯(lián)證券研究顯示，綠電成本占據(jù)綠氫全生命周期成本的56%，電解槽系統(tǒng)投資成本占38%。要解決氫能成本問題，除了通過技術(shù)提升降低綠電價格，也要通過研發(fā)減少電解槽的系統(tǒng)初始投資成本。
對于技術(shù)，業(yè)界最關(guān)注的是氫電轉(zhuǎn)化中的能量損耗問題。
落基山研究所高級主管托馬斯·科赫·布蘭克曾表示：“大多數(shù)情況下，利用電力生產(chǎn)氫來發(fā)電是非常愚蠢的，因?yàn)樵谶@個循環(huán)過程中有太多的能量損失。”
損失到底有多少?目前說法不一。根據(jù)中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究，在綠電轉(zhuǎn)化為氫，再由氫重新轉(zhuǎn)為電能的過程中，有50%~70%的能量損失，導(dǎo)致這種轉(zhuǎn)換很不經(jīng)濟(jì)，亟需通過技術(shù)解決。
但無論怎樣推動技術(shù)升級，我們都需切記：不求快，但求走出適合中國市場的路。正如中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略委員會主任、中國科學(xué)院院士徐冠華所說，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展要充分吸取風(fēng)電、光伏以及新能源汽車發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，尤其要避免低端重復(fù)開發(fā)、資源和資金浪費(fèi)等現(xiàn)象……不因氫能源的戰(zhàn)略性而一哄而起，也不因發(fā)展氫能源的長期性而放棄戰(zhàn)略目標(biāo)，坐等別國成果。
消除以上阻礙，氫能才能真正實(shí)現(xiàn)齊步走。
免責(zé)聲明：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的文章及圖片，目的在于弘揚(yáng)石化精神，傳遞更多石化信息，宣傳國家石化產(chǎn)業(yè)政策，展示國家石化產(chǎn)業(yè)形象，參與國際石化產(chǎn)業(yè)輿論競爭，提高國際石化產(chǎn)業(yè)話語權(quán)，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，在此我們謹(jǐn)向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認(rèn)為本站文章及圖片侵犯了您的版權(quán)，請與我們聯(lián)系，我們將第一時間刪除。
