氫能具有能量密度大、熱值高、儲量豐富、應用廣泛等特點，是清潔的二次能源，具有能源和儲能雙重屬性，能助力電網削峰填谷，發揮長周期調節作用，促進新能源消納。前不久，國家發展改革委發布《氫能產業發展中長期規劃(2021～2035年)》(以下簡稱《規劃》)，以安全、經濟、低碳、多元化應用為核心的氫能產業發展路徑逐漸清晰。加強技術層面的創新突破、政策層面的有效引導，是氫能產業發展的重要支撐保障。
國內外氫能產業發展現狀
發展氫能產業已成為全球應對氣候變化和加快能源轉型的重要舉措，一些主要的發達國家和經濟體持續加大投入、加強布局，搶占氫能產業發展制高點。美國、日本、歐盟等已將氫能發展提升到戰略高度，其中德國明確將氫能與可再生能源融合發展作為可持續能源系統和低碳經濟的重要組成部分，確立了“綠氫”(可再生能源發電制氫)的優先地位以及氫能的主要應用領域。能源、化工、制造企業之間的氫能合作蓬勃興起。氫燃料電池汽車投放市場，氫動力火車、卡車等新興交通工具的研發正在開展。
從國內看，我國是世界上最大的制氫國，年制氫產量約3300萬噸，其中達到工業氫氣質量標準的約1200萬噸。國內氫能產業呈現積極發展態勢，已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術和生產工藝，在部分區域實現燃料電池汽車小規模示范應用。
2019年的政府工作報告提出推動充電、加氫等基礎設施建設。2021年，我國確定廣東、北京、上海3個城市群作為全國首批燃料電池汽車示范城市群;今年，河南、河北兩大城市群也獲批開展燃料電池車示范應用，以燃料電池為重點突破口的氫能產業發展進入加速期。
《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出，統籌推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展，加強氫能生產、儲存、應用關鍵技術研發、示范和規模化應用。今年3月發布的《規劃》則明確了氫能產業的發展定位、總體要求、發展目標和具體任務，形成了氫能產業發展路線圖。
氫能產業在技術、市場應用等領域發展水平有待提升
目前，我國氫能產業處于發展初期，相關技術、基礎設施建設、市場應用拓展等方面水平亟待提升。
目前，我國儲氫設施壓力等級較低，運輸方式以長管拖車運輸為主，在運管道運輸長度僅100千米左右，輸送壓力為4兆帕，與發達國家氫氣儲運技術差距較大。同時，金屬鉑作為氫燃料電池的催化劑，在我國資源儲量貧乏，對外依存度高，制約著氫能大規模商業化應用。
目前，我國已累計建成加氫站超過250座，約占全球數量的40%，數量居世界第一。但我國加氫站以35兆帕氣態加氫站為主，70兆帕高壓氣態加氫站占比較小。加氫工藝的復雜性也導致加氫站投資及運營的成本較高，目前集加油、加氫、加氣、光伏發電于一體的綜合能源服務站正在發展，但建設和運營的經驗不足。
據統計，我國制氫原料中，煤炭使用最為廣泛，電解水使用最少。同等規模的制氫系統中，新能源電解水制氫的造價約為天然氣制氫的1.5倍、煤制氫的3倍，和其他制氫方式相比，新能源電解水制氫成本較高。有關機構預測顯示，伴隨新能源發電成本逐步下降，預計到2030年，新能源制氫成本將低至15元/千克，開始具備市場競爭力。
從各地發布的氫能產業規劃來看，當前氫能發展方向基本是燃料電池汽車領域，示范應用主要集中在以公交車為主的交通領域。而在化工、冶煉、航天航空等領域，氫能的多元化價值還有待挖掘。
安全為先、清潔低碳，規范發展氫能產業
堅持安全為先的基本原則。《規劃》強調，把安全作為氫能產業發展的內在要求，建立健全氫能安全監管制度和標準規范，強化對氫能制、儲、輸、加、用等全產業鏈重大安全風險的預防和管控。建議以儲運技術突破為抓手，繼續提升國內儲氫設施壓力等級，提高安全性能，推進氫能產業安全與規模協同發展。
加快構建安全、穩定、高效的氫能供應網絡。《規劃》支持依法依規利用現有加油加氣站的場地設施改擴建加氫站;探索站內制氫、儲氫和加氫一體化的加氫站等新模式，但未明確提出加氫站建設目標。建議進一步做好加氫站基礎設施規劃布局，增強已有基礎設施對氫能設施的適應性，探索可持續的運營模式，提升經濟效益，增強社會資本對加氫站投資的積極性。
加強氫能生產端清潔低碳屬性。《規劃》確定了氫能產業清潔低碳的發展原則，要求構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點發展可再生能源制氫，嚴格控制化石能源制氫;到2025年，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，可再生能源制氫量達到10萬～20萬噸/年，成為新增氫能消費的重要組成部分。建議聚焦可再生能源制氫成本降低、“煤制氫+碳捕獲、利用與封存(CCUS)”發展模式等方面開展持續探索，推動制氫方式向清潔低碳轉變。
穩步推進氫能多元化示范應用。截至2021年年底，全國燃料電池汽車保有量約9000臺。《規劃》明確提出到2025年，燃料電池車輛保有量約5萬輛。可以看出，燃料電池汽車仍是氫能產業發展的重要突破口，“十四五”期間將快速增長。建議借鑒氫燃料電池汽車發展示范經驗，加快拓展氫能在儲能、工業等領域的示范應用，逐步釋放氫能多元化應用價值。
積極探索氫儲能長周期調節技術與機制。《規劃》提出，發揮氫能調節周期長、儲能容量大的優勢，開展氫儲能在可再生能源消納、電網調峰等應用場景的示范，健全覆蓋氫儲能的儲能價格機制，探索氫儲能直接參與電力市場交易。建議聚焦氫儲能關鍵技術、商業模式、價格機制和交易機制等領域，加強創新研究，提升氫儲能的經濟效益，充分發揮氫儲能對電力系統安全穩定運行的調節保障作用。
(作者：劉麗 王寶 單位：安徽電力經研院)
