近日，中國工程院院士、中國氫能聯盟戰(zhàn)略指導委員會委員彭蘇萍在一次會議中圍繞氫能源與燃料電池行業(yè)的發(fā)展現狀、產業(yè)趨勢、戰(zhàn)略布局等進行深度分享。

彭蘇萍指出，全球正進入“氫2.0”時代，綠色氫能產業(yè)向綠氨、綠色甲醇等“泛氫”能源方向發(fā)展。在雙碳目標與能源清潔化轉型背景下，需要調整能源供應體系，形成多元化清潔能源供應，氫（泛氫）能源可作為各能源之間的橋梁，為能源安全保障機制的優(yōu)化帶來新契機。

中國迫切需要探索化石能源低碳化利用

眾所周知，全球包括中國在內的各國能源產業(yè)，在過去30年里一直致力于提升清潔能源的使用比例，并減少對化石燃料的依賴。然而，鑒于煤炭資源豐富而油氣資源相對較少，中國尚不能完全依賴可再生能源。根據最新的數據，非水可再生能源在我國一次能源結構中所占的比重僅為8%，顯然還未達到預期目標。因此，中國迫切需要探索化石能源低碳化利用的途徑。

實際上，化石能源的低碳化利用本質上就是加氫減碳。歷史上，我們的祖先主要依賴木材等能源；18世紀末，瓦特發(fā)明蒸汽機；20世紀40年代，燃氣輪機的誕生標志著油氣成為能源領域的主導力量。如今，新能源的發(fā)展正逐步聚焦于氫能的轉化與應用，燃料電池技術也在不斷成熟。與傳統的蒸汽機和內燃機通過燃燒產生能量的方式不同，燃料電池通過電化學反應直接發(fā)電，具有革命性意義。

當我們今天討論氫能源時，我們實際上是在探討氫作為能源的四個關鍵屬性：首先，氫本身就是一種珍貴的資源；其次，作為能源，氫具有巨大的潛力；第三，氫可以作為能源的一種儲備形式；最后，氫能的發(fā)展涉及到從物理過程到化學過程的多種轉化方式。這四點構成了氫能發(fā)展的核心內涵。

中國企業(yè)有能力成為推動氫能產業(yè)發(fā)展的中堅力量

氫能作為國家戰(zhàn)略的提出，其實并非中國首創(chuàng)。但美國自90年代克林頓時期提出氫能發(fā)展規(guī)劃以來，成本問題一直是制約其氫能普及的主要障礙。相較之下，中國和日本在氫能源領域則取得了顯著的進展。特別是自2003年起，隨著中國煤炭產業(yè)的快速發(fā)展，許多企業(yè)家意識到必須拓寬煤炭的可持續(xù)發(fā)展路徑。例如，伊金霍洛旗作為煤炭生產區(qū)，其煤炭企業(yè)家實際上也是氫能企業(yè)家。早在2010年，美國的氫能源價格約為9美元，而中國（煤制氫）僅為0.9元，這在氫能源發(fā)展過程中具有跨時代意義。日本則在福島事件后，鑒于能源供應緊張，大力推廣燃料電池進入家庭，目前已有上百萬臺燃料電池投入使用。

目前，全球已有47個國家將氫能提升到了國家戰(zhàn)略的高度，而且這個數字還在不斷增長，越來越多的國家正在加入這一行列。

美國和日本作為推動氫能源發(fā)展的重要力量，對整個行業(yè)的進步起到了關鍵的推動作用。在這一背景下，不少專家提出我們應向這些國家學習。然而在學習的同時，我認為中國企業(yè)的創(chuàng)造力極強，我們應充滿自信。

「泛氫」，中國氫能產業(yè)向更廣闊應用領域拓展的關健角色

氫能作為一種清潔能源，雖然已取得顯著進展，但仍存在兩大挑戰(zhàn)：一是價格高昂，二是安全性問題還未完全解決。再加上部分法規(guī)滯后，一定程度上限制了氫能的發(fā)展。實際上，自2016年起，美國、日本和澳大利亞等國家已經開始著手規(guī)劃氫能發(fā)展的下一個階段，即氫能2.0時代，將氨作為關鍵的發(fā)展目標。

在中國，氨作為一種傳統資源，擁有堅實的產業(yè)鏈基礎和技術可靠性。氨的這一新角色也促使我們重新評估甲醇的潛力。基于此，我提出了“泛氫”概念，主張利用氨和甲醇等氫載體，推動中國氫能產業(yè)向更廣闊的應用領域拓展，這不僅有助于實現低碳目標，也能為氫能的多樣化利用鋪平道路。

面對當前的國際形勢和全球“雙碳”目標的挑戰(zhàn)，中國在氫能源領域的發(fā)展步伐不能停滯，并且需要進一步加快。鑒于中國能源發(fā)展和二氧化碳排放的全球關注度，我們必須采取切實有效的措施，而氫能憑借其清潔特性，在這一過程中有望扮演關鍵角色。

氫能在中國能源產業(yè)中的作用將進一步增強

氫能的發(fā)展關鍵在于可將其作為融合劑，以調節(jié)和整合不同領域的技術進步，包括電解槽技術的創(chuàng)新、新能源汽車的普及，以及燃料電池技術的廣泛應用等。中國在這些領域已經取得了顯著的進展，尤其是在堿性電解槽的出口方面，其市場份額已經占據了歐洲市場的半數以上。盡管如此，堿性電解槽在廢水處理和能耗方面仍存在挑戰(zhàn)。幸運的是，固體氧化物電解槽技術有望將能耗從平均4.8千瓦時降低到3.5千瓦時，能效顯著提升。

氫能的應用前景廣闊，覆蓋交通、發(fā)電和儲能等多個關鍵領域。在中國，燃料電池重卡的認可度正在不斷提升，去年已有近4700輛投入實際使用。此外，燃料電池在發(fā)電效率和二氧化碳捕集能力方面也展現出巨大的潛力。氫能的運輸和儲存問題正在逐步得到解決，盡管目前主要依賴成本較高的槽車運輸，但預計未來技術創(chuàng)新將有助于降低這一成本。

為了實現氫能的全面發(fā)展，我們不應局限于綠氫，還應考慮包括藍氫在內的多種形式。通過有效控制成本，氫能在中國能源產業(yè)中的作用將進一步增強。廣東和山東等地的氫能發(fā)展經驗已經證明，成本控制是推動氫能產業(yè)發(fā)展的關鍵因素。只有當氫的生產成本降至每公斤20至25元人民幣時，（氫能）企業(yè)才能實現可持續(xù)的健康發(fā)展。氫能在儲能、燃料電池發(fā)電、燃料電池重卡以及港口和船舶中的應用，都顯示出巨大的潛力和廣闊的發(fā)展前景。氨作為氫的載體，解決了純氫的安全性問題，預計未來將在全國范圍內得到更廣泛的應用。

以下為嘉賓接受采訪視頻以及分享實錄：

（內容有編輯）

Q：請您簡要談談，在厚植新質生產力與能源清潔化轉型背景下，氫能扮演的角色與重要性。

A：氫能源是傳統化石能源和可再生能源之間一個好的融合劑。氫不僅能夠直接用于發(fā)電并作為能源使用，同時也是一種優(yōu)秀的儲能材料。例如，在2013年之前，我國西部地區(qū)的可再生能源常常面臨“棄光”現象，而氫能源能夠將這些可再生能源儲存起來，從而解決這一問題。

另外，在氫能發(fā)展的過程中，其轉化方式也發(fā)生了變化。現在，氫能通過燃料電池進行轉化，這是一種化學反應過程，與過去蒸汽機、內燃機的物理發(fā)電方式有了很大的改變，這實際上是一個質的改變。這也是為什么說氫能是一次能源革命的原因。

氫能的發(fā)展過程中，其產業(yè)鏈與應用鏈都很長，可以帶動價值數千億甚至萬億的產業(yè)發(fā)展。您剛才提到的“厚植新質生產力”，氫能的作用就在于此。

Q：您認為氫燃料電池技術應當在哪些方面重點發(fā)力和攻關？我國目前處于怎樣的水平？

A：氫燃料電池在氫能發(fā)展中扮演著關鍵角色，被視為“卡脖子”的技術環(huán)節(jié)。在工業(yè)應用中，氫燃料電池主要分為兩類：

一類是質子交換膜燃料電池，特點是工作溫度較低、啟動迅速，這使其在交通領域得到廣泛應用。由于其低溫運行特性，使得使用的貴金屬和其他材料成本較高。為降低成本，人們探索了多種途徑，包括改進膜電極和碳紙的制造工藝以及優(yōu)化質子交換膜的生產。近年來，我國在這一領域取得了顯著進展，與國際先進水平的差距正在慢慢縮小。另外，當前，氫能發(fā)展的一大挑戰(zhàn)是氫氣的使用成本較高。對于質子交換膜燃料電池，如果能夠將質子交換膜燃料電池的工作溫度從當前的80度左右提升至120度，那我們就可以將氫氣的純度降低，從而顯著降低運營成本，推動氫能產業(yè)的發(fā)展。

另一類是固體氧化物燃料電池，一種中高溫燃料電池，工作溫度在700-800度之間，主要采用陶瓷膜。該技術近五年來已受到國內廣泛關注，相關零部件的研制和生產均已開展。相信在國家大力支持下，這一技術有望進一步提升。一旦固體氧化物燃料電池在本地規(guī)模化并成功集成，未來在集中式供電供熱、分布式發(fā)電或集中式發(fā)電方面都將對我國的電力生產和社區(qū)供熱做出重大貢獻。

Q：中國氫能聯盟在推動產業(yè)升級以及原創(chuàng)技術策源地方面，發(fā)揮了那些積極作用？

A：自2018年成立以來，中國氫能聯盟在中國氫能產業(yè)化過程中發(fā)揮了重要作用，在政府的指導下開展了許多細致的工作。氫能源作為我國新興產業(yè)部門，雖然國家高度重視，但行業(yè)主管部門在推動產業(yè)發(fā)展方面面臨人手有限以及專業(yè)知識獲取不足等問題，需要有專業(yè)組織提供知識和信息支持。中國氫能聯盟在這方面發(fā)揮了積極作用，不僅發(fā)布了《中國氫能發(fā)展報告（2023）》和氫能源相關產業(yè)數據，還積極倡導并引導行業(yè)發(fā)展。特別是在組織聯合攻關方面，發(fā)揮了重要作用。中國氫能聯盟通過其前瞻性工作和對低碳產品的推薦，有效地協助了國家有關部門，不僅填補了行業(yè)空白，還推動了整個產業(yè)的進步與發(fā)展。因此，中國氫能聯盟得到了全國產業(yè)界、學術界和行業(yè)的高度認可。

Q：您是第二年來到氫能專精特新創(chuàng)業(yè)大賽現場，您認為大賽對于推動產融結合以及促進科技成果轉化方面起到了怎樣的助力作業(yè)？

A：我認為這個工作做得很好，氫能產業(yè)作為一個新興領域，過去缺乏明確的規(guī)則和標準。中國氫能聯盟通過組織大賽，為全國相關企業(yè)搭建了一個交融、交流和合作的平臺，對行業(yè)起到了很好的促進作用。第二點，大賽還提供了一些優(yōu)秀的應用和商業(yè)模式示范，對產業(yè)發(fā)展至關重要。第三點，在大賽過程中還有一些研發(fā)企業(yè)展示了他們的研究成果，通過與業(yè)界交流，有助于推動企業(yè)產品的擴展和升級。