北歐國家冰島，面積不大，人口只有30萬左右。這個國家沒有加油站，16個加氫站提供了全國汽車的交通用能，形成了覆蓋全國的加氫站網(wǎng)絡(luò)。這得益于冰島得天獨(dú)厚的資源稟賦：71%是水力、29%是地?zé)?，可再生能源發(fā)電和制氫成本極低。

另一個是，北歐國家丹麥，擁有12個加氫站，也已經(jīng)建成全國范圍的加氫站網(wǎng)絡(luò)。在國土面積不大的丹麥，國內(nèi)一半以上的人口駕車15公里便可以找到一個加氫站。

雖然這兩個氫能源發(fā)展的理想范本能在多少國家實現(xiàn)尚未可知，但能看到的是氫能熱潮已至，且來勢洶涌。

氫能產(chǎn)業(yè)先鋒日本提出“氫經(jīng)濟(jì)社會”的奮斗目標(biāo)，并發(fā)布《氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖》和“三步走”策略;

韓國頒布《氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)戰(zhàn)略路線圖》，提出盡快布局包括氫能燃料電池汽車、加氫站、氫能源在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng);

德國計劃通過建立429個加氫站組成覆蓋全國的加氫網(wǎng)絡(luò);

北歐國家將在歐洲北部打造一條“北歐氫能走廊”;

中國也發(fā)布了在氫能產(chǎn)業(yè)示范領(lǐng)先地區(qū)長三角建設(shè)氫走廊的發(fā)展規(guī)劃。

中國工程院院士、中國石化集團(tuán)原副總經(jīng)理曹耀峰指出，“發(fā)展氫能一直是世界各國能源布局中的重點(diǎn)。日本、韓國、美國和歐洲的發(fā)達(dá)國家先后制定了多項氫能研究計劃，將其列入國家戰(zhàn)略。”

乘著低碳理想之風(fēng)，氫能源來日能飛多遠(yuǎn)?

專家認(rèn)為，新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路總是榮耀與荊棘相伴，困難與挑戰(zhàn)同在。氫能產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展，仍需假以時日。

待入國家發(fā)展戰(zhàn)略

在今年兩會上，來自汽車界的多位人大代表提出了發(fā)展氫能源汽車產(chǎn)業(yè)的建議，使“氫”這個字眼一再映入人們的眼簾。

3月16日，兩會發(fā)布的政府工作報告明確提出“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”，這是氫能源首次被寫入國務(wù)院政府工作報告。

被寫入政府工作報告，是否意味著氫能產(chǎn)業(yè)將被打上國家標(biāo)簽，成為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)?

在中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心信息部研究員景春梅看來，《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》和《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等都將氫能發(fā)展與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新提升到國家戰(zhàn)略高度，列為重點(diǎn)發(fā)展任務(wù)。

2019年，我國第一次將氫能相關(guān)內(nèi)容納入政府工作報告，表明國家將更加重視氫能發(fā)展。

北京清潔燃料協(xié)會會長、北京郵電大學(xué)教授張永澤表示，“氫能2018年來在我國發(fā)展迅猛，但從第三方角度觀察，國家層面對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然十分謹(jǐn)慎和理性。”

我國需不需要一個氫能發(fā)展國家戰(zhàn)略?

國家能源局信息中心副主任何勇健表示，“由于我國可再生能源布局具有大規(guī)模大范圍逆向分布的特征，系統(tǒng)調(diào)峰、儲能和消納的壓力更大，更需要穩(wěn)定大容量的儲能手段和載體，氫能從現(xiàn)有技術(shù)路線看是最佳選擇。”

何勇健稱，目前，國內(nèi)對這方面缺乏系統(tǒng)深入的研究論證，或有意無意回避了這方面的尖銳矛盾。這對我國能源的清潔低碳轉(zhuǎn)型是一個潛在的巨大隱患。從這個意義上說，我國對氫能戰(zhàn)略的需要比日本和歐美更加緊迫。

2016年10月，我國發(fā)布《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》，為2030年前的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展設(shè)定了目標(biāo)。

藍(lán)皮書要求，2020年率先實現(xiàn)氫能汽車及加氫站的規(guī)?；茝V應(yīng)用，建成加氫站100座;氫來源由化石能源為主到逐步提高綠色制氫等。

盡管有了一些規(guī)劃和目標(biāo)，在一些專家和企業(yè)人士看來，當(dāng)前一些與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)問題沒有界定和明確，比如加氫站如何建設(shè)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如何確定、技術(shù)路線如何選擇等。

曹耀峰表示，“國家應(yīng)盡快建立頂層設(shè)計，統(tǒng)籌氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，建立規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，對氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展予以規(guī)范引導(dǎo)。讓氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新、發(fā)展，全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力，多點(diǎn)突破，帶動全面。汽車行業(yè)、能源行業(yè)應(yīng)攜手破解氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的難題。”

據(jù)最新消息，有專家表示，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃或指導(dǎo)最快可能于近兩年出臺。

待解“朱棣文之問”

10年前，關(guān)于氫能源，有一個著名的“朱棣文之問”。

2001年，我國開始?xì)淙剂想姵氐难邪l(fā)。

2009年5月7日，時任美國能源部部長的朱棣文宣布停止資助氫燃料電池研發(fā)。朱棣文在跟中國有關(guān)方面交流時，提出兩個問題：氫氣的來源?成本多少?

今天，在氫能欲飛之時，“朱棣文之問”言猶在耳。有業(yè)內(nèi)專家指出，時至今日，“朱棣文之問”仍然未得到完全解決。

“‘朱棣文之問’的第一個問題實際隱含了氫氣制取環(huán)節(jié)是否清潔的問題。”張永澤說。

氫，能否從源頭就使用清潔能源?

現(xiàn)有的制氫路徑有三條。

通過煤炭、天然氣、焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣可制取“灰氫”，但生產(chǎn)過程中會排放大量二氧化碳;

通過煤炭、天然氣等化石燃料制取，再運(yùn)用CCUS實現(xiàn)碳中和，可得到“藍(lán)氫”;

通過來源于風(fēng)能和太陽能的可再生能源電解水制取，可得到生產(chǎn)過程沒有碳排放的“綠氫”。

中國工程院院士、國家能源專家委副主任杜祥琬認(rèn)為，“從制氫來說，化石能源也好，非化石能源也好，當(dāng)前技術(shù)上都可以走通。”

但，制約因素是成本。

中國石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院專家羅佐縣把不同工藝路線制氫的成本做了比較。

天然氣制氫(含煉廠氣)成本約0.8~1.5元/Nm³;

石腦油制氫(含液化氣)成本約0.7~1.6元/Nm³;

煤制氫(含焦炭)成本約0.6~1.2元/Nm³;

液氨裂解制氫成本約2.0~2.5元/Nm³;

甲醇裂解制氫成本約1.8~2.5元/Nm³;

水電解制氫成本約3.0~3.5元/Nm³。

研究顯示，化石能源制“灰氫”成本較低，但碳排放水平高;電解水制氫雖然可達(dá)到零排放，但成本較高，限制了“綠氫”的發(fā)展。

因此，許多專家認(rèn)為，發(fā)展初期采用化石能源低成本制氫是較為現(xiàn)實的路徑。

英國皇家化學(xué)會會士、中海油研究總院有限責(zé)任公司新能源研究中心專家肖鋼認(rèn)為，“當(dāng)前一個階段，化石能源制氫是主流，技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行。可再生能源電解水制氫清潔環(huán)保，有望成為未來市場的主流。”

在“灰氫”和“綠氫”之間，還有一條中間路線“藍(lán)氫”。但這種在化石能源制“灰氫”的基礎(chǔ)上引入CCS技術(shù)降低排放制造“藍(lán)氫”的方法，當(dāng)前存在一定制約。

羅佐縣表示，全球CCS/CCUS示范項目多集中在美國、加拿大和挪威等發(fā)達(dá)國家，已開展的CCUS工業(yè)示范項目來自油氣田、化工、電力等行業(yè)，多與發(fā)電配套。

目前，氫氣年產(chǎn)量6900萬噸，僅不到40萬噸配套了CCUS項目。

由于CCUS項目目前尚缺乏經(jīng)濟(jì)性，多處于示范階段，全面普及仍有一定難度;CCS技術(shù)推廣需要一定的經(jīng)濟(jì)條件，如需要碳交易來推行，但當(dāng)前全球平均碳價水平仍較低(10美元/噸)，對CCS技術(shù)發(fā)展形成一定制約。這些都在一定程度上制約了“藍(lán)氫”的發(fā)展。

除制氫環(huán)節(jié)成本外，橫在氫能源發(fā)展面前的障礙還有儲運(yùn)環(huán)節(jié)成本和燃料電池成本等。

當(dāng)前，電堆約占車用燃料電池系統(tǒng)成本的60%，燃料電池系統(tǒng)約占整車成本的50%。

肖鋼表示，“氫燃料電池系統(tǒng)成本較高，制約了氫燃料電池車的發(fā)展。”

據(jù)肖鋼介紹，膜電極(鉑催化劑、質(zhì)子交換膜等)、電堆加工制造(均一性)及使用環(huán)境要求等因素導(dǎo)致氫燃料電池系統(tǒng)成本較高。

因此，降低燃料電池系統(tǒng)成本成為車企及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)研究的重點(diǎn)。只有燃料電池系統(tǒng)成本大幅下降，氫燃料汽車才能在細(xì)分領(lǐng)域形成競爭力，由此帶動氫能源的發(fā)展。

待建產(chǎn)業(yè)安全紅線

6月10日，一則挪威地方媒體的報道被秒傳。

位于挪威首都奧斯陸郊外的一家氫燃料電池汽車加氫站發(fā)生爆炸，導(dǎo)致該地區(qū)氫燃料供給中斷。爆炸并未造成大規(guī)模人員傷亡，附近車輛內(nèi)有兩人因氣囊爆出受傷。

爆炸發(fā)生后，豐田和現(xiàn)代汽車公司宣布暫停在挪威銷售氫燃料電池汽車。

在媒體爆出此次加氫站爆炸的同時，不久前的兩起與氫有關(guān)的事故(5月23日韓國氫氣罐爆炸、6月1日美國加州一氫氣配送拖車爆炸)也被重提。氫能源是否安全，這種疑問被迅速放大。

專家認(rèn)為，一方面，氫在一定環(huán)境條件下會產(chǎn)生安全性問題，但只要在使用過程中控制必要條件，就可避免發(fā)生危害;另一方面，氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須應(yīng)對安全挑戰(zhàn)。

羅佐縣表示，韓國、挪威、美國幾個國家都出現(xiàn)過氫爆炸的現(xiàn)象。雖然說現(xiàn)在已發(fā)展成熟的加油站也會有類似的隱患，但氫能作為新生事物容易引起極大關(guān)注。

所以，羅佐縣指出，“要為氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展豎起紅線，提升全產(chǎn)業(yè)鏈安全保障水平，避免因為過快發(fā)展導(dǎo)致重大事故發(fā)生。”

氫，作為一種能源，因為具有易燃易爆特性，安全性已經(jīng)引起了重視。氫應(yīng)該作為危險化學(xué)品還是普通能源進(jìn)行管理，也成為專家們關(guān)注的問題。

曹耀峰表示，“這個問題仍在爭論，把氫納入?；肥俏从昃I繆，把安全擺在第一位。”

“安全”，仿佛是氫的腦袋上懸著的一把達(dá)摩克利斯之劍。盡管如此，對氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，專家們?nèi)匀槐硎緲酚^。

張永澤表示，“人類開發(fā)和利用氫能源技術(shù)經(jīng)歷了很多曲折，很早也有很多爭論。即使在未來，氫能源的發(fā)展仍然要面臨很多爭論，但這些都是積極的。”

張永澤稱，“先不論氫氣是不是危化品，是?；肪鸵欢〞璧K整個氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展嗎?其實并不見得。汽油也是?；?，但中國的加油站已經(jīng)發(fā)展到10萬多座了，各方面管理得都很好。”

從國外加氫站的實踐看，肖鋼表示：“德國的加氫站和加油站、賽百味快餐同時建在一個服務(wù)區(qū)，卻既能保證安全又能發(fā)展起來，值得思考和借鑒。”

安全性對于氫來說，舉足輕重，仍待完善。

待解加注站發(fā)展之困

氫燃料加注站面臨諸多痛點(diǎn)，如選址、消除安全隱患、盈利困難、基礎(chǔ)設(shè)施不足、加氫技術(shù)路線選擇等。

只要站在風(fēng)口，豬都能飛起來。但對佇立在風(fēng)口的氫產(chǎn)業(yè)來說，這又是個需要大筆燒錢才能飛起來的機(jī)會。

據(jù)統(tǒng)計，建設(shè)加氫站的投資成本巨大。一個加注量1000kg/d的35MPa加氫站的建設(shè)成本高達(dá)千萬元以上，高出了加油站數(shù)倍。

另外，由于終端氫氣售價高于化石燃料，初期加注車輛少，預(yù)計需要10~15年能夠?qū)崿F(xiàn)正向現(xiàn)金流。

如此高的門檻，使氫能加注產(chǎn)業(yè)如浪里淘金，風(fēng)險突現(xiàn)。

從氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的幾個國家看，政府這只“看得見的手”發(fā)揮了明顯的推動作用。

在日本，新建一個加氫站能獲得中央政府提供的補(bǔ)貼占建站總費(fèi)用的一半左右，部分地區(qū)政府還會提供另外一半的補(bǔ)助，并且無償借用建設(shè)用地。

此外，運(yùn)營加氫站將獲得來自中央政府和車企聯(lián)盟兩方面的補(bǔ)貼：中央政府每年2200萬日元，車企聯(lián)盟(豐田、本田和日產(chǎn))每年1100萬日元。

美國加州眾議院在2015年8月通過第八號法案。根據(jù)該法案，政府撥款兩億美元用于在2024年之前建設(shè)不少于100個公共加氫站。

法案規(guī)定，這些加氫站的氫氣來源必須是可再生能源，如地?zé)帷⑺?、海浪能、海洋熱能、潮汐能、太陽能、風(fēng)能、生物能、城市固體垃圾轉(zhuǎn)換的氣體、填埋氣等。

2018年，德國聯(lián)邦運(yùn)輸與數(shù)字設(shè)施部門國家創(chuàng)新計劃為20 座加氫站提供了2050萬歐元補(bǔ)助。

在羅佐縣看來，我國氫能的起步階段需要政策和補(bǔ)貼支持，比如在交通運(yùn)輸領(lǐng)域。

回望國內(nèi)氫能源的發(fā)展，國家與地方政府的支持和補(bǔ)貼力度不小。

2014年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎勵的通知》，對符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池汽車加氫站，每站獎勵400萬元。

2019年3月26日，國家財政部發(fā)出通知，把過渡期后對新能源汽車(新能源公交車和燃料電池汽車除外)給予的購置補(bǔ)貼轉(zhuǎn)為支持充電(加氫)基礎(chǔ)設(shè)施“短板”建設(shè)和配套運(yùn)營服務(wù)等方面。

2019年1月，廣東佛山市南海區(qū)政府出臺《促進(jìn)加氫站建設(shè)運(yùn)營及氫能源車輛運(yùn)行扶持辦法》，其中包括對2019年12月31日前建設(shè)加氫站給予最高800萬元的建站補(bǔ)貼等。

目前，國內(nèi)已有上海、廣東、北京、山東、山西、江蘇、河北、湖北、浙江等14個省市出臺政策支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

截至2018年年底，我國已建成投運(yùn)23座加氫站，占全球已建成投運(yùn)加氫站總數(shù)的6.2%，僅次于日本96座、德國60座、美國42座。

在加氫站的盈利問題之外，專家表示，需要盡快解決影響并阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)生態(tài)形成的加氫技術(shù)路線與標(biāo)準(zhǔn)問題。

張永澤表示，現(xiàn)有加氫站的技術(shù)路線可分為三類：現(xiàn)場電解水制氫、現(xiàn)場天然氣重整制氫和外部供氫技術(shù)。

在張永澤看來，“當(dāng)前，加氫站技術(shù)路線仍有待探索。比如，現(xiàn)場制氫還是外部供氫，低溫液氫儲運(yùn)還是高壓儲運(yùn)。”

張永澤還指出，特別是現(xiàn)場天然氣或甲醇重整制氫，如果不解決碳封存問題，為制氫而制氫，就背離了發(fā)展氫能源汽車的初衷。

待成產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

張永澤表示，“雖然在一百年前，人類已有了對氫能的認(rèn)識，但氫作為一個產(chǎn)業(yè)開始興起是近20年的事。”

在這20多年中，日本和韓國量產(chǎn)了高壓儲氫技術(shù)氫能乘用車;日本大型連鎖便利店與豐田合作，計劃推出氫燃料電池貨車;德國2017年3月成功測試了世界上第一輛零排放氫動力火車“氫鐵”;2017年12月，法國圣洛市第一批氫能源電動自行車正式投入使用……

雖然氫能產(chǎn)業(yè)在各個國家的不同領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用，但在張永澤看來：“產(chǎn)業(yè)生態(tài)的形成，是氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不二法門。”

可見，與其他能源產(chǎn)業(yè)一樣，氫能源要想長遠(yuǎn)發(fā)展，有待形成大氣候。

張永澤認(rèn)為，氫能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的形成將經(jīng)歷三個階段——

卷入廠商增多、資本投入不斷加大、分工細(xì)化、技術(shù)進(jìn)步加快、產(chǎn)品質(zhì)量提升;

加氫站網(wǎng)絡(luò)形成、使用便利性提升，氫能源汽車產(chǎn)品整個生命周期的使用成本大大降低;

經(jīng)過前兩個階段，推動用戶規(guī)模不斷擴(kuò)大，為產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈內(nèi)生產(chǎn)商、物流商、加氫站運(yùn)營商和氫能源汽車生產(chǎn)商實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和經(jīng)營提供必要前提。

從當(dāng)前氫能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)看，呈現(xiàn)出聯(lián)合、開放的特點(diǎn)。這不僅表現(xiàn)在全球越來越多的汽車企業(yè)、國際能源公司、氣體技術(shù)公司結(jié)成了氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)聯(lián)盟和加氫站產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，還表現(xiàn)在核心產(chǎn)品和技術(shù)方面，開放的力度前所未有。

2015年，豐田提出將5680件燃料電池汽車技術(shù)專利免費(fèi)開放。“這其實是希望能夠有更多的企業(yè)進(jìn)入氫能源領(lǐng)域，共同推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”張永澤說。

在他看來，各國發(fā)展氫能源實踐表明，氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可能依靠一家或者幾家企業(yè)的技術(shù)突破，需要形成整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈條，成百上千家企業(yè)共同技術(shù)創(chuàng)新、集群式技術(shù)突破。

張永澤認(rèn)為，“只有建立共享、共生、開放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，才能支撐氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

今年5月24日，我國首個氫走廊建設(shè)發(fā)展規(guī)劃《長三角氫走廊建設(shè)發(fā)展規(guī)劃》在浦江創(chuàng)新論壇上發(fā)布。“實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)快速成長，形成具有影響力的氫能產(chǎn)業(yè)集群”，成為長三角氫走廊建設(shè)發(fā)展的中期規(guī)劃。

肖鋼指出：“未來，氫能產(chǎn)業(yè)布局、示范應(yīng)用，將進(jìn)一步向資源、市場或者具備良好制造業(yè)基礎(chǔ)的區(qū)域聚攏，產(chǎn)業(yè)集群將越發(fā)明顯，長三角、大灣區(qū)、京津冀將是氫能推廣應(yīng)用的重點(diǎn)區(qū)域。”

氫能，已經(jīng)起飛，來日飛多遠(yuǎn)?

在專家看來，一旦形成產(chǎn)業(yè)集群和生態(tài)圈，我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程將大大加快。

肖鋼表示，“我們永遠(yuǎn)高估了一個產(chǎn)業(yè)五到十年的發(fā)展速度，永遠(yuǎn)低估了十年以后的發(fā)展速度。”

肖鋼補(bǔ)充道，“如果你認(rèn)為氫能馬上就實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化了，難免失望一把。你若認(rèn)為不可能，也許它真的就來了。”

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