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氫能是氫在物理和化學(xué)變化過程中釋放出來的能量
●如果制氫實現(xiàn)清潔環(huán)保可持續(xù)，那么氫能的生命周期將是一個清潔環(huán)保的閉環(huán)
●氫能可將太陽能、風(fēng)能等不穩(wěn)定的可再生能源儲存起來，是一種優(yōu)秀的儲能介質(zhì)
●氫燃料電池系統(tǒng)是目前已知的氫能最佳利用方式
氫能是氫在物理和化學(xué)變化過程中釋放出來的能量，是一種綠色、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，被視作21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?/p>
按照能源的發(fā)展趨勢預(yù)測，氫能將是重要的能源形式。從人類能源的發(fā)展史梳理，從不發(fā)達的牲畜糞便、秸稈茅草到石油、煤炭、天然氣能源，我們可以看到能源的形式是由固體逐漸向氣體轉(zhuǎn)變，可以預(yù)見未來氫氣將和天然氣一樣，成為重要的能源形態(tài)。
氫能具備清潔優(yōu)勢。從生命周期的角度來看，氫能的來源就是氫氣，那么只要有太陽能、光能、核能等綠色清潔的一次或二次能源就可以制成氫氣，最后通過反應(yīng)產(chǎn)生氫能。如果制氫的來源實現(xiàn)了清潔環(huán)?？沙掷m(xù)，那么氫能的生命周期將是一個清潔環(huán)保的閉環(huán)。另一方面，氫能在儲能方面，可實現(xiàn)持續(xù)供應(yīng)、遠距離輸送、快速補充，氫能可以將太陽能、風(fēng)能等不穩(wěn)定的可再生能源儲存起來，是一種優(yōu)秀的儲能介質(zhì)。再從利用應(yīng)用端來看，氫能既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動機中產(chǎn)生機械功，又可以作為能源材料用于燃料電池直接產(chǎn)生電能，其發(fā)電效率普遍高于目前其他能源轉(zhuǎn)化率，可為燃料電池車、分布式發(fā)電設(shè)施提供動力，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。優(yōu)質(zhì)的儲能特性和高效利用讓氫能成為未來重要的能源形式。
氫能產(chǎn)生的方式主要是燃燒和燃料電池中的電化學(xué)反應(yīng)，其中燃料電池系統(tǒng)，具有高效、安全、清潔等優(yōu)勢，被譽為是氫能最佳利用方式。并且隨著技術(shù)不斷突破和成熟，氫燃料電池技術(shù)已大面積普及，并在多個應(yīng)用領(lǐng)域進入商業(yè)化運營階段，為氫能的利用運作提供了技術(shù)支持和保障。
全球氫能開發(fā)已進入商用階段
●交通領(lǐng)域是全球氫能技術(shù)應(yīng)用的“領(lǐng)頭羊”
●今年我國首次將氫能源發(fā)展寫入《政府工作報告》
●我國已基本掌握氫氣制備、儲運、加注等環(huán)節(jié)的部分關(guān)鍵技術(shù)
全球多數(shù)發(fā)達國家，都將氫能看作戰(zhàn)略性能源，從支撐未來發(fā)展的戰(zhàn)略高度推進氫能產(chǎn)業(yè)。早在20世紀70年代，美國就成功地將燃料電池應(yīng)用于雙子星五號太空船和阿波羅號宇宙飛船上，成為第一個實現(xiàn)氫能源技術(shù)應(yīng)用的國家。不過，20世紀末期至21世紀初期，因成本問題，氫能源技術(shù)的發(fā)展近乎停滯，直到2014年，日本在氫燃料電池技術(shù)上取得突破，實現(xiàn)了氫燃料電池乘用車商業(yè)化運用。加上石油、煤炭等一次能源的儲量逐漸減少導(dǎo)致能源緊缺，各國構(gòu)建“氫能社會”的愿景又掀起了一股熱潮。
目前，氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入高速發(fā)展階段，全球發(fā)達地區(qū)重要發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃有：美國計劃2030年部署超過10萬輛燃料電池貨車，2040年全面實現(xiàn)“氫經(jīng)濟”目標(biāo)；歐盟以實現(xiàn)2050低碳經(jīng)濟戰(zhàn)略為目標(biāo)，計劃2025年基本實現(xiàn)燃料電池商業(yè)化應(yīng)用，建立相對完善的分布式氫能基礎(chǔ)設(shè)施體系；日本致力于打造“氫社會”，計劃2020年擁有4萬輛燃料電池汽車，2025年燃料電池在家庭發(fā)電、汽車出行等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用；韓國政府2019年發(fā)布氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖，計劃到2040年氫燃料電池汽車累計產(chǎn)量由目前的2000余輛增至620萬輛，等等。
從全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展看來，氫能開發(fā)利用進入商業(yè)化應(yīng)用階段，已在交通、發(fā)電、軍事、航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)氫能及燃料電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化突破，其中燃料電池電堆成本、功率、可靠性、耐久性及環(huán)境適應(yīng)性等指標(biāo)已達到商業(yè)化應(yīng)用水平。從國家層面來看，日本是氫能源發(fā)展最為積極的推動者；從市場實踐層面來看，交通領(lǐng)域是全球氫能技術(shù)應(yīng)用的“領(lǐng)頭羊”。
我國的氫能開發(fā)和利用已上升為國家戰(zhàn)略。2012年，國務(wù)院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012－2020年）》，明確提出“燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國際同步發(fā)展”的戰(zhàn)略目標(biāo)。近年來，國家從戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科技等方面相繼發(fā)布了《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016―2030年）》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策，將氫能的綜合利用作為重點發(fā)展方向，引導(dǎo)并鼓勵發(fā)展氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)。同時，包括山東、江蘇、武漢、張家港、如皋等省、市、縣，也紛紛發(fā)布了氫能發(fā)展規(guī)劃，促進氫能產(chǎn)業(yè)的差異化發(fā)展和快速推進。2019年《政府工作報告》提出，“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”，首次把氫能源寫入《政府工作報告》。
我國氫能發(fā)展具備產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，具有較大發(fā)展?jié)摿?。氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈包括制氫、儲存、運輸、氫燃料電池以及應(yīng)用環(huán)節(jié)。從技術(shù)積累方面看，我國已基本掌握了氫氣制備、儲運、加注等環(huán)節(jié)的部分關(guān)鍵技術(shù)。其中，天然氣重整制氫和電解水制氫技術(shù)具有一定優(yōu)勢；燃料電池膜電極、雙極板等零部件已實現(xiàn)國產(chǎn)化；燃料電池商用車具備較強研發(fā)制造能力。而產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)方面，我國產(chǎn)氫規(guī)模全球第一，全球最大的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電項目投入示范運營，全國氫燃料電池汽車累積銷量已超2000輛……政策的導(dǎo)向，已有的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)儲備，為國家發(fā)展氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，中國或?qū)⒊蔀槿蜃畲蟮臍淠芗叭剂想姵禺a(chǎn)業(yè)市場，具備較大發(fā)展?jié)摿Α?/p>
我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要問題
●國內(nèi)將氫氣作為?；饭芾?，尚未納入能源產(chǎn)品管理
●氫能發(fā)展的頂層設(shè)計和管理體系有待清晰和完善
●制氫和加氫成本高，經(jīng)濟效益差
近年來，隨著政策的引導(dǎo)、技術(shù)的更新突破、產(chǎn)業(yè)構(gòu)建的逐步完善，我國氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)取得了一定的成績，但與發(fā)達國家還存在一定差距，特別在核心關(guān)鍵部件、性能參數(shù)指標(biāo)等方面的問題亟待解決。
社會認知和發(fā)展理念亟待統(tǒng)一。當(dāng)下，社會各界對氫能的認知程度差異較大，部分政府、企業(yè)和群眾對氫能還沒有客觀、全面的認識，在產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入初期，政策導(dǎo)向和發(fā)展方向還不明確，導(dǎo)致落地項目的產(chǎn)業(yè)發(fā)展阻力較大，制約著氫能的廣泛利用。目前，國內(nèi)將氫氣作為危化品管理，尚未將氫氣納入能源產(chǎn)品管理，導(dǎo)致制氫、加氫和加氫站建設(shè)等環(huán)節(jié)相關(guān)標(biāo)準和管理辦法還不夠明確和統(tǒng)一，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展制度保障還不完善。
頂層設(shè)計和管理體系有待清晰。目前在國家層面，還沒有專項的氫能發(fā)展規(guī)劃，缺乏專職機構(gòu)統(tǒng)籌管理，關(guān)于氫能發(fā)展和推進時間進度表還不清晰，相關(guān)配套標(biāo)準和管理辦法還未發(fā)布，如氫氣價格、燃料電池補貼等相關(guān)政策還遲遲未出臺，氫能發(fā)展的頂層規(guī)劃和設(shè)計亟待完善。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展多數(shù)處于示范階段，基礎(chǔ)數(shù)量嚴重不足和區(qū)域分布不均衡。加氫站數(shù)量是衡量產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要參考指標(biāo)，目前國內(nèi)運營和在建的數(shù)量還不多，而且主要分布在長三角、珠三角和京津冀，配套設(shè)備也還處于示范階段。另一方面，對于氫燃料電池的應(yīng)用多數(shù)處于商用車的領(lǐng)域，還有較大提升空間，數(shù)量分布不均衡，區(qū)域均衡發(fā)展的難題還需跨越。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟效益亟待改善。從產(chǎn)業(yè)鏈來看，氫氣的價格成本還居高不下，氫能產(chǎn)業(yè)處于商業(yè)化前期，尚難通過規(guī)?；档椭茪涑杀尽Ｍ瑫r，加氫站建設(shè)成本也較高，投入回報率低，不具備經(jīng)濟效益，推行難度較大。并且在燃料電池環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)化尚處于早期，經(jīng)濟性短板突出，主要是氫能及燃料電池部分關(guān)鍵零部件、核心原材料環(huán)節(jié)上國產(chǎn)化缺失，進口依賴度高，導(dǎo)致價格居高不下。在應(yīng)用環(huán)節(jié)，氫燃料電池車輛主要還依靠政府補貼，應(yīng)用端生命周期的購置成本、運營成本和處置成本也亟待降低。
構(gòu)建氫能美好未來的幾點建議
●加快制定完善發(fā)展規(guī)劃，細化落實支持政策
●加速推進氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用
●重點培育具有自主核心技術(shù)的企業(yè)
做好頂層設(shè)計和規(guī)劃。規(guī)范氫能管理和運營，鼓勵引導(dǎo)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展。建議成立專職機構(gòu)負責(zé)推進氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)，加快氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)總體規(guī)劃，完善加氫站建設(shè)的審批管理辦法等支撐性政策，破除制約氫能及燃料電池發(fā)展的政策壁壘。
加速推進氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)初期發(fā)展離不開政策的引導(dǎo)和政府的支持，從全球發(fā)達國家的成功經(jīng)驗來看，加大扶持力度，合力破解發(fā)展難題，是加快產(chǎn)業(yè)化進程的重要措施。建議大力推廣氫能及燃料電池技術(shù)在交通運輸、儲能發(fā)電等領(lǐng)域的示范應(yīng)用，推動氫能及燃料電池裝備制造業(yè)發(fā)展，讓更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)參與到示范項目中來，讓示范項目規(guī)模更大，覆蓋面更廣，促進技術(shù)落地和升級，推動產(chǎn)業(yè)從示范階段快速過渡到商業(yè)化階段。建議加快制定配套扶持政策、專項獎勵等辦法，完善相關(guān)規(guī)定，杜絕騙補行為，讓產(chǎn)業(yè)健康良性發(fā)展。
合力攻破成本難題。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看，解決成本的路徑主要有規(guī)?；蛧a(chǎn)化。而規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)發(fā)展之間是一個良性循環(huán)的過程，只有產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，才能規(guī)?；蠓档统杀?，進而推進快速市場化。建議重點培育具有自主核心技術(shù)的企業(yè)，支持其攻克關(guān)鍵零部件難題，加快產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化，將核心技術(shù)真正掌握在自己手中，同時也加強對外合作和技術(shù)人才引入，實現(xiàn)開放發(fā)展。
做好氫能科普工作。以論壇、峰會、氫能主題日、氫能展廳、科普講座等多種形式，讓社會各界認識氫能并理解發(fā)展氫能的重要性。建議多層次、高頻率宣傳氫能產(chǎn)業(yè)，讓更多的人理解并參與到氫能發(fā)展中來。
（作者系東方電氣（成都）氫燃料電池科技有限公司總經(jīng)理）
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