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"雙碳"時代，綠色優(yōu)先，氫能因其蘊(yùn)藏豐富、消耗時不產(chǎn)生溫室氣體、儲存時間長等特性備受矚目，價值日益凸顯。

 

今年以來，政策與資本都在大力開拓氫能產(chǎn)業(yè)，各地政府也在出臺氫能方案，促使氫能發(fā)展。許多領(lǐng)域的專家院士都發(fā)表了專業(yè)的演講，暢談氫能的未來發(fā)展，提出觀點(diǎn)分析并給予建議。僅近幾個月，就有不下十位院士就氫能發(fā)展發(fā)表演講。

 

以下是今年5-9月，10位中國工程院及中國科學(xué)院院士在公開場合談到有關(guān)氫能的看法與建議：

 

1、中國工程院院士陳學(xué)東：氫氣安全高效儲運(yùn)是產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵

 

9月20日，在2023世界制造業(yè)大會新能源汽車論壇上，陳學(xué)東指出，氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈包括制、儲、運(yùn)、加、用環(huán)節(jié)，氫氣安全高效儲運(yùn)是產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵。盡管我國在氫能儲運(yùn)技術(shù)上有所進(jìn)展，但與美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家相比仍存在不足。

 

純氫儲運(yùn)路線是目前主要發(fā)展的路線，包括常溫高壓氣態(tài)氫(主流)，深冷常壓或低壓液態(tài)氫、深冷-高壓超臨界氫、帶壓固態(tài)儲氫、有機(jī)液體儲氫等。在氣氫站方面，大容積IV型儲氫瓶組、高壓大流量氫氣壓縮機(jī)、緊湊型氫氣預(yù)冷器、高壓臨氫閥門尚不能自主設(shè)計制造；氫液化方面，我國大規(guī)模低能耗氫液化工藝、氫膨脹機(jī)仍存在技術(shù)瓶頸，緊湊型冷箱換熱器、深冷液氫球罐還處在開發(fā)階段；液氫站方面，我國示范應(yīng)用起步較晚，液氫潛液泵、往復(fù)泵、閥門、汽化器等關(guān)鍵裝備尚不能自主設(shè)計制造；車載用氫方面，70MPa車載IV型瓶及瓶口組合閥、車載液氫瓶在國內(nèi)尚處于產(chǎn)品樣機(jī)階段；公路運(yùn)氫方面，我國亟需研發(fā)50MPa大容量IV型瓶管束集裝箱，滿足高效運(yùn)氫需求。

 

2、中國科學(xué)院院士、國際氫能與燃料電池協(xié)會理事長歐陽明高：綠氫或?qū)⒊蔀槔^光伏電池、鋰電池、電動汽車之后第四大出口產(chǎn)品

 

在9月14-15日舉辦的榆林會議上，歐陽明高提出以下觀點(diǎn)：

 

燃料電池的商業(yè)化方面，現(xiàn)在整個燃料電池系統(tǒng)的成本已經(jīng)在快速下降。去年降到3000元，今年已經(jīng)降到2500元左右，而且還會持續(xù)下降。預(yù)計到2025年將至1000元，2030年將至500元，到時候是可以和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)競爭的。

 

而且，現(xiàn)在氫燃料電池系統(tǒng)壽命還在2萬小時左右。下一步2025年希望到2.5萬小時，到2030年希望達(dá)到3萬小時到3.5萬小時，技術(shù)上還需要進(jìn)一步研發(fā)。

 

在綠氫制備電解方面，中國綠氫產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展起來的就是制氫，目前在全球很不錯的，中國是全球最大的氫氣生產(chǎn)和消費(fèi)市場。未來到2030年，可能會催生100GW級別的電解市場，也就是1億kW的電解市場。尤其是中國的電解在全球具有成本優(yōu)勢，將來也有可能成為繼光伏電池、鋰電池、電動汽車這三個新能源產(chǎn)品之后的第四大出口產(chǎn)品。

 

此外，歐陽明高表示："目前最具潛力、最現(xiàn)實、成本最低、壽命最長、最有中國優(yōu)勢的還是堿性電解。我們現(xiàn)在訂貨量（大規(guī)模）100GW以上都是堿性電解。"

 

3、中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)電子與信息學(xué)部主任管曉宏：氫賦能分布式零碳智慧能源系統(tǒng)

 

在9月14-15日舉辦的榆林會議上，管曉宏提出：

 

能源電力系統(tǒng)綠色化勢在必行，經(jīng)濟(jì)儲能技術(shù)是利用可再生新能源的關(guān)鍵，也是為未來算力系統(tǒng)和通信系統(tǒng)提供綠色能源的基礎(chǔ)；

 

氫能賦能的供電、多能儲能、轉(zhuǎn)換和互補(bǔ)的控制優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)局域能量平衡，保證系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，構(gòu)建市場可復(fù)制的分布式零碳能源系統(tǒng)；

 

氫賦能分布式零碳智慧能源系統(tǒng)，將可能深度改變能源結(jié)構(gòu)，為未來分布式數(shù)據(jù)中心、高速通信站點(diǎn)提供零碳能源，實現(xiàn)以綠色、分布、市場為標(biāo)志的能源革命。

 

4、中國工程院院士、國家電網(wǎng)公司顧問、國家能源集團(tuán)電力領(lǐng)域首席科學(xué)家黃其勵：氫電協(xié)同為新型能源系統(tǒng)提供有力支撐

 

在9月14日舉辦的嘉興會議上，黃其勵指出，氫電耦合作為支撐新能源發(fā)展的重要支撐，未來有望打造新型能源依賴關(guān)系，持續(xù)推動能源系統(tǒng)的優(yōu)化轉(zhuǎn)型。

 

他建議，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)環(huán)節(jié)加大氫電耦合關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)力度，央企等骨干企業(yè)加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新打造綠色氫能關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體，積極發(fā)揮地區(qū)資源優(yōu)勢打造規(guī)模化、低成本可再生氫大基地，加快推動制定綠色氫能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。

 

5、中國工程院院士、中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會委員衣寶廉：氫成本降至30元/公斤以下，才能與燃油車競爭

 

在9月14日舉辦的嘉興會議上，衣寶廉發(fā)表《燃料電池汽車的現(xiàn)狀與氫源》主旨演講中指出，燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化是氫能應(yīng)用的突破口，應(yīng)堅持自主創(chuàng)新，降低燃料電池汽車、加氫站建設(shè)和氫源成本，推動實現(xiàn)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化。

 

具體措施建議包括，推進(jìn)燃料電池關(guān)鍵材料及部件國產(chǎn)化，提高電堆的比功率及電流密度，降低鉑載量，將燃料電池汽車成本降至鋰離子電動車水平；大力發(fā)展可再生能源制氫，采用天然氣或純氫管網(wǎng)輸氫，加氫站加氫成本可降至30元/公斤以下，燃料電池汽車運(yùn)營成本可與燃油車競爭；推進(jìn)高壓儲氫瓶、加氫機(jī)等國產(chǎn)化和批量生產(chǎn)，加快油氫電合建站建設(shè)，可大幅度降低加氫站建設(shè)成本，并同步推進(jìn)燃料電池乘用車示范。

 

6、中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)教授彭蘇萍：如何消納二氧化碳比制氫更急迫

 

在9月5日舉行的第六屆世界綠色發(fā)展投資貿(mào)易博覽會上，彭蘇萍表示，中國能源綠色低碳化轉(zhuǎn)型要立足國情，多措并舉。發(fā)展氫能源，要充分利用氫的雙重屬性，來解決可再生能源規(guī)模化和化石能源低碳化的問題。

 

我國擁有全球最大的能源系統(tǒng)，是世界上目前最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國，中國能源稟賦特征是一大三小，也就是煤炭占的比例比較高，油氣和可再生能源在一次能源結(jié)構(gòu)里占的比例比較小。所以我們推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式和低碳轉(zhuǎn)型就不可能一蹴而就，我國非水可再生能源發(fā)展很快，但占的比例還比較低，主要是風(fēng)能、太陽能等可再生能源本身的間歇性和建構(gòu)性的問題，以及我們國家可再生能源分布主要在西部的問題。區(qū)域上分布不均，大規(guī)模可再生能源儲能調(diào)峰的問題沒有解決。

 

所以，中國能源的革命要兩條腿走路，一條路是盡可能利用可再生能源；第二主要是化學(xué)能源如何高效低碳的利用，這個過程里，氫能是可以發(fā)揮作用的。

 

7、中國工程院院士丁文江：結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新，推動氫能產(chǎn)業(yè)邁上新臺階

 

在近期接受《瞭望》新聞周刊記者采訪過程中，丁文江院士指出，用鎂合金來解決氫能儲運(yùn)，對中國而言有著天然的優(yōu)勢。中國的鎂資源豐富，占全世界鎂資源的50%左右，不需要進(jìn)口。到目前為止，中國金屬鎂產(chǎn)量約占世界的90%。中國可以充分利用優(yōu)勢資源，結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新，推動氫能產(chǎn)業(yè)邁上新臺階。

 

今年4月，一輛外形酷似集裝箱卡車的噸級鎂基固態(tài)儲運(yùn)氫車公開亮相，這是全球首輛噸級鎂基固態(tài)儲運(yùn)氫車，是中國工程院院士、上海交通大學(xué)教授丁文江從事鎂合金研究30多年來的一個里程碑。丁文江團(tuán)隊將氫氣運(yùn)輸從氣態(tài)變成了固態(tài)。有了這輛車，氫氣可以被儲存在鎂合金材料里進(jìn)行長距離運(yùn)輸，不僅可在常溫、常壓下進(jìn)行儲運(yùn)，且安全性更強(qiáng)、容量更大、密度更高。氫能是世界公認(rèn)的清潔能源，在現(xiàn)有的氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，儲運(yùn)占到總成本的30%至50%，安全高效的氫能儲運(yùn)技術(shù)是決定氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。

 

8、中國科學(xué)院院士孫世剛：氫能電化學(xué)關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)及其研究

 

在8月25日舉辦的上海會議上，中國科學(xué)院院士孫世剛在題為《氫能電化學(xué)關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)及其研究》的主旨發(fā)言中表示，氫能電化學(xué)關(guān)鍵技術(shù)包含電解水制綠氫和氫燃料電池，設(shè)計和開發(fā)高活性、高穩(wěn)定性的催化劑是推進(jìn)其快速發(fā)展的關(guān)鍵，其中非貴金屬催化劑是重要的研究前沿。

 

孫世剛指出，目前利用可持續(xù)能源電解水制氫已經(jīng)成為新熱點(diǎn)，也是未來的必走之路。同時他建議，產(chǎn)業(yè)界要開展原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究，探索新原理、發(fā)現(xiàn)新機(jī)制、構(gòu)建新體系，是氫能持續(xù)發(fā)展的動力和源泉。

 

9、中國科學(xué)院院士張鎖江：從產(chǎn)能端、用能端和碳匯端"三端"發(fā)力

 

在5月20-23日舉辦的2023大灣區(qū)科學(xué)論壇上，張鎖江指出，我國要實現(xiàn)碳中和，首先要明晰碳排放主要來自于哪里？能源45%，工業(yè)39%，工業(yè)包括鋼鐵、有色、化工、建材等等，另外交通10%，建材5%，其他相對來說較少。目前能源生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)過程中的碳排放量約占我國碳排放總量的85%，工業(yè)碳減排是重中之重，需從產(chǎn)能端、用能端和碳匯端"三端"發(fā)力，通過技術(shù)變革實現(xiàn)碳中和。

 

張鎖江院士分享了三個領(lǐng)域低碳技術(shù)的最新進(jìn)展。首先是工業(yè)低碳技術(shù)，工業(yè)領(lǐng)域里面最主要的行業(yè)是鋼鐵、有色、化工和建材，這一體系的"低碳化"是要將原來生產(chǎn)所用的熱碳驅(qū)動改成電氫驅(qū)動，將原來用碳還原的過程全部改成用氫還原；第二是能源低碳變革。在氫能的發(fā)展上，當(dāng)前合成氨排放約2億噸的二氧化碳，占我國總碳排約2%。將來，可以利用可再生能源通過電解水制出"綠氫"，氫氣再與空氣膜分離獲得的氮?dú)馔ㄟ^電熱催化合成氨，以降低碳排放；第三是碳捕集利用技術(shù)，即用物理化學(xué)方法把二氧化碳捕集起來，作為原料再與氫結(jié)合，通過熱、光、電及生物轉(zhuǎn)化的方法來合成化學(xué)品及材料，比如合成乙醇等，真正實現(xiàn)"變廢為寶"。

 

10、中國科學(xué)院院士徐春明：雙碳戰(zhàn)略下綠電氫技術(shù)發(fā)展

 

在5月29日舉辦的中關(guān)村論壇上，中國科學(xué)院徐春明院士圍繞雙碳戰(zhàn)略下綠電氫技術(shù)發(fā)展進(jìn)行主題發(fā)言。雙碳戰(zhàn)略下GDP的增長和對能源的依賴是一個剛性關(guān)系，任何經(jīng)濟(jì)發(fā)展都必須依靠能源的輸入。我國能源消費(fèi)總量隨著我們經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，必然還會快速增加。但是能源的消耗不一定意味著二氧化碳的排放，我們用綠電、綠氫就是無碳的能源，這也是一個基本的關(guān)系。

 

從長遠(yuǎn)來看，能源的結(jié)構(gòu)調(diào)整是根本，過程中我們當(dāng)前其實很大的壓力是來自于二氧化碳：怎么在短時間內(nèi)使得二氧化碳排放控制，同時還要對二氧化碳實行處置，就變得尤為重要。因此，現(xiàn)在氫能成為了絕對的主角、熱點(diǎn)。（上文中院士排名不分先后）