當今世界正經歷百年未有之大變局，新一輪科技革命和產業(yè)變革同我國經濟高質量發(fā)展要求形成歷史性交匯。
專家認為，近年來，隨著全球氫能源加速發(fā)展，我國氫能產業(yè)也正駛入快車道。但總體看，我國氫能產業(yè)仍處于發(fā)展初期，在關鍵技術、標準體系、商業(yè)化路徑等方面仍需進一步探索。
如何認識當前氫能產業(yè)發(fā)展的一系列新形勢、新問題、新挑戰(zhàn)?近日，長江日報云端會客廳邀請武漢理工大學首席教授、武漢理工氫電創(chuàng)始人潘牧，深圳技術大學商學院副教授、東盟與東亞經濟研究院研究員李諺斐做客直播間，分析和探討氫能產業(yè)發(fā)展的現狀和趨勢。
在雙碳背景下，我國氫能產業(yè)正迎來一輪新的發(fā)展機遇。氫能首次作為前沿新興產業(yè)被寫入今年的《政府工作報告》。今年2月，國家發(fā)改委和能源局發(fā)文支持氫儲能等多種儲能技術協調發(fā)展和優(yōu)化配置，國家七部門表示將構建氫能制、儲、輸、用等全產業(yè)鏈技術裝備體系。
從國內城市看，多地將氫能產業(yè)明確為制造業(yè)轉型升級的重要途徑和新的經濟增長點。長江日報記者初步梳理發(fā)現，已有超30個省、市出臺氫能發(fā)展規(guī)劃，氫能賽道百花齊放。
《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035)》中已明確強調，當前各地發(fā)展氫能產業(yè)要遵循穩(wěn)慎應用、示范先行原則，有序開展氫能技術創(chuàng)新與產業(yè)應用示范，避免一些地方盲目布局、一擁而上。
在未來國家新能源戰(zhàn)略通道建設中下好先手棋
“我國氫能源長期存在供給和消費的區(qū)域錯配問題。在新能源氫能戰(zhàn)略通道中，在適度超前政策引導下，國內大規(guī)模綠氫項目在資源富集的內蒙古、寧夏、新疆自治區(qū)及東北省份積累規(guī)劃已超過80萬噸，遠超《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035)》的預定目標，但大量供給需要跨區(qū)域在沿海和中部尋求需求市場，因此未來有必要發(fā)展以氫基能源為載體的全國性新能源輸送通道網絡。”接受記者采訪時，深圳技術大學商學院副教授、東盟與東亞經濟研究院研究員李諺斐表示，在氫氣的來源上，我國西部、北部地區(qū)是可再生能源富集區(qū)，東部沿海地區(qū)是重要的消納區(qū)，應用場景廣泛。
從能源安全的角度出發(fā)，李諺斐提出，我國要建設新能源戰(zhàn)略通道，和西電東輸形成互補。“這一戰(zhàn)略通道可能會從摻氫逐步過渡到全氫運輸，將西部、北部地區(qū)的氫氣送到沿海地區(qū)，必然會經過中部地區(qū)，武漢有基礎和潛力成為途經中部的首選城市。”長期從事氫能研究的武漢理工大學首席教授潘牧也認為，武漢交通條件便利，未來有望成為國內氫氣交易的樞紐。
什么是國家未來的新能源戰(zhàn)略通道?李諺斐團隊的研究表明，在全球氣候快速變化和雙碳目標語境下，國際能源安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)，世界主要國家的氣候與能源戰(zhàn)略已成為其未來社會與經濟發(fā)展策略和規(guī)劃的根本基調。
據國際氫能理事會統(tǒng)計，截至2021年2月，全球已有30多個國家發(fā)布了國家層面的氫能路線圖。在此背景下，我國可構建基于電網和氫能的兩種國際新能源通道網絡來替代傳統(tǒng)的油氣國際通道，共同構成新能源國內大循環(huán)的骨干。
這在國家氫能產業(yè)布局中已有相關部署。《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035)》要求穩(wěn)步構建儲運體系，支持開展多種儲運方式的探索和實踐，開展摻氫天然氣管道、純氫管道等試點示范，逐步構建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系。目前，國內首條跨省綠色氫能管道“西氫東送”示范項目已納入國家規(guī)劃。4月，我國首個純氫長輸管道項目開始實施，由中國石化投入建設，起于內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終于北京燕山石化，全長400多公里。
李諺斐認為，武漢作為中部地區(qū)的首位城市，交通區(qū)位優(yōu)勢顯著，科研實力和制造業(yè)基礎強，發(fā)展氫能產業(yè)已具備較好的優(yōu)勢。要積極順應國家戰(zhàn)略發(fā)展需求，提前布局本地氫能產業(yè)，在打造氫能產業(yè)鏈方面突出本地的技術和應用特色，在全國氫能產業(yè)中形成差異化發(fā)展，并在未來新能源戰(zhàn)略通道建設中搶占先機、獲得先發(fā)優(yōu)勢。
4月12日，中國石化氫能裝備制造基地在武漢正式揭牌。圖為嘉賓參觀基地生產的氫能裝備。記者周超 攝
走出特色路徑，打造氫能裝備制造基地
武漢如何在氫能產業(yè)發(fā)展中探尋到差異化路徑，形成更高的顯示度和產業(yè)競爭力?
武漢是國內最早布局氫能產業(yè)的城市之一。近年來，武漢先后出臺《氫能產業(yè)突破發(fā)展行動方案》《氫能產業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》《關于支持氫能產業(yè)發(fā)展的意見》等文件，提出要打造創(chuàng)新研發(fā)、裝備制造、示范應用協同發(fā)展的中國氫能樞紐城市。目前，武漢已具備氫氣“制儲運加用”全產業(yè)鏈，氫能產業(yè)技術創(chuàng)新水平處于全國前列。
“仍該認識到，全國氫能產業(yè)目前仍處在探索的初級階段。武漢并非天然氫氣的生產地，在應用場景上還有更大拓展空間。未來武漢可找到產業(yè)發(fā)展的關鍵點和定力，在全國氫能布局中走出適合自己的特色路徑，堅定信心、久久為功。”潘牧說。
潘牧認為，武漢具有科研和制造業(yè)的優(yōu)勢，可在氫能產業(yè)鏈的中游發(fā)力，成為未來氫能裝備的制造基地。氫能裝備制造包括制氫、儲運氣以及用氫裝備。在制氫方面，武漢可開展可再生能源電解水制氫的電解槽技術;在儲運氣方面，武漢可聚焦氫氣壓縮機、氫氣運輸管道、輸氫槽罐車等裝備制造;用氫方面，氫燃料電池汽車是重要發(fā)力點。“同時，武漢在制造相關裝備的工業(yè)母機和相關零部件制造上，在全國范圍內擁有技術優(yōu)勢。在氫能應用場景上，武漢在石化、機械等領域有重要企業(yè)，一些本地初創(chuàng)型高技術企業(yè)也可以提供支持。武漢打造氫能裝備制造基地，可以在全國甚至全球發(fā)揮重要作用。”潘牧說。
“通過拓展本地用氫需求，帶動綠氫供應鏈發(fā)展。”在李諺斐看來，發(fā)展氫能產業(yè)，武漢要先形成內部需求。在此基礎上，要主動跳出武漢，積極參與到三北地區(qū)大型能源項目的投資建設中，發(fā)揮武漢氫能裝備制造優(yōu)勢，協同解決上游氫氣來源問題。
中國石化氫能裝備制造基地。記者周超 攝
以點帶面拓展應用場景示范
篤行不怠迎接氫能產業(yè)的春天
雙碳目標為氫能快速發(fā)展帶來重要機遇
長江日報：氫能被譽為21世紀的終極能源，這種說法是否客觀?
潘牧：化石能源如煤、石油，以及可再生能源如太陽能、風能、水能等，這些都是一次能源，轉化成的電就是二次能源。氫能和電一樣，需要通過轉化得到，所以也是二次能源。
目前地球上有綠氫、灰氫、白氫等。其中，綠氫和灰氫都是二次能源。白氫礦床目前已被探明存在，是一種天然的氫氣，是一次能源，但還處在初步探索階段。所以，氫能總體仍被定義為二次能源，需要一次能源的支持才能得到普及。
認為氫能是終極能源的觀點并不十分科學，但氫能的確是非常重要的能源組成部分。我們目前使用的二次能源主要是電，但目前全球仍有很多電不能到達的地方，氫氣就成為必然選擇。
李諺斐：首先在于什么是“終極能源”。一方面，從我國明確提出的2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標來看，氫能會在其中扮演重要角色，到2060年，氫能成為終極能源有很大可能性。另一方面，氫能是21世紀終極能源的形式之一，但不是唯一的終極能源，這在業(yè)內是有共識的。其他清潔能源例如太陽能、風能，還有應用端的新能源汽車，目前都已得到快速的發(fā)展。目前來看，氫能發(fā)展相對滯后。
長江日報：氫能產業(yè)全球布局很早，為什么發(fā)展還相對滯后?
潘牧：發(fā)展氫能產業(yè)并非一個新鮮話題，上世紀七八十年代，國外為應對石油危機，就開始著手對氫能的研究。但是這些年來，石油資源未見枯竭，尤其是美國大力開采本國的石油、天然氣資源，這讓全球石油能源供應比較充足，導致氫能的發(fā)展自然放緩。
隨著近年來我國雙碳目標的提出，要解決脫碳問題，氫能被重新提上日程。實現雙碳目標，讓氫能產業(yè)迎來了快速增長的機遇。
有必要超前布局氫能相關儲運基礎設施
長江日報：從氫能產業(yè)上下游來看，氫能產業(yè)快速發(fā)展的難點有哪些?
李諺斐：從氫能產業(yè)整體來看，制氫是上游，儲運、裝備制造是中游，應用是下游。
談到這里，首先得談發(fā)展氫能的驅動因素。可再生能源，例如太陽能和風能的發(fā)展，需要配以儲能，氫作為二次能源，就是儲能的選項之一。這些一次能源轉化為氫儲存起來后，可解決航運業(yè)、鋼鐵業(yè)等領域的脫碳減排問題。從能源安全角度來看，除了電網，還需要其他形式，例如氫能的補充。
從上游來看，我國可再生能源發(fā)展較為充分，規(guī)模最大、速度最快，通過可再生能源制氫相對來說具備有利條件。目前來看，中游還有瓶頸，需要基礎設施的配套;下游需要應用場景的配合。一般而言，上游運轉較好、進展較順利的項目，都有中游、下游的配合，有效解決了氫氣的消納問題。
長江日報：近期，中國石化起于內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市、終于北京燕山石化、全長400多公里的純氫輸送管道開始實施。這是我國首個純氫長輸管道項目。從氫能產業(yè)鏈角度看，這一事件有何標志性意義?
李諺斐：這意味著我國氫能產業(yè)鏈的瓶頸問題能在一些部門、場景中得到優(yōu)先解決，這樣氫能產業(yè)發(fā)展得也會更快一些，所以有必要超前布局氫能相關的儲運基礎設施。
氫氣長距離運輸管道的重要性就體現在，因為越來越多的管道一旦形成了網絡，帶來的不僅僅是管道本身的成本降低，還會產生網絡效應。在這些效應的加持下，不管是車的成本還是燃料本身的成本都會大幅下降。
低碳氫能被大規(guī)模應用，對消費者來講，在經濟上要有競爭力;從環(huán)境考慮，有待于整個系統(tǒng)或整個供應鏈網絡的形成，能把低碳氫能送到消費者、企業(yè)的手中，這樣才能達到減排的效應，低碳氫能的環(huán)保優(yōu)勢才能體現出來。
中國石化氫能裝備制造基地生產的氫能裝備。記者周超 攝
實現氫能產業(yè)規(guī)模效應，須先找到大量應用場景
長江日報：氫燃料電池車作為氫氣應用較為關注的場景，相比鋰電池汽車，為什么發(fā)展遲緩?人們對氫燃料電池汽車的認識還有哪些誤區(qū)?
潘牧：氫燃料電池車能量密度高、加氫時間短，在重載續(xù)航里程長的重型交通工具上具有明顯優(yōu)勢。我國目前在乘用車領域采取鋰電池技術路線，在商用車領域采取氫能源汽車技術路線。目前我國已經有五個城市正在大規(guī)模開展氫燃料電池車示范應用，發(fā)展勢頭非常好。
氫能產業(yè)的發(fā)展最開始是依靠氫能源汽車來帶動的，目前全球已達到8萬多臺的保有量，中國有超過2萬臺的保有量，排名全球第二。要特別說明的是，人們容易“談氫色變”，但這8萬臺車沒有一臺起火過，氫能源汽車的安全性是可靠的。
氫能源汽車大規(guī)模普及目前面臨的主要問題，是從氫氣制取到運輸至加氫站，到給汽車加氫，成本已經增加好幾倍，所以加氫的價格和加油的價格實際差不多，但是和純電車比起來，氫能源汽車的使用成本高。
但我國有豐富的可再生能源，未來可再生能源產生的電會越來越便宜，由這些便宜的電制氫，也會逐步降低氫車的成本。長距離管網運輸的搭建，相比長管拖車，也會讓氫氣的價格降下來。那個時候，氫能源汽車的春天就來到了。
李諺斐：氫能源汽車目前有兩個發(fā)展方向，一是側重于發(fā)展載重型客車和專用車輛，在我國表現突出;二是發(fā)展商用車，例如日本。
氫能源汽車的確是我國很多地區(qū)最開始布局氫能產業(yè)的重點。這是一個從無到有的過程，無論是汽車還是相關基礎設施，例如加氫站都需投入大量成本，回報周期長，等待汽車數量增加有一個緩慢的過程。而純電動車，依靠我國現有成熟的電網體系，投入成本相對小很多。
所以，氫能產業(yè)在交通領域的表現，一般只會在固定路線、固定區(qū)域先試點，例如港口和各地都在投入的氫能源公交車。這些場景有穩(wěn)定的需求，成本相對更低。
所以近一兩年，氫能產業(yè)發(fā)力的重點轉向了化工、船燃、航煤等領域，綠氫在這些產業(yè)有大量原料和燃料需求，因為這些產業(yè)正需要適應脫碳減排的標準。與交通領域的投入相比，這些產業(yè)只需將原有的燃料替換成綠氫即可，不需要額外投入其他成本。未來，這些大型產業(yè)對氫氣的消納，會逐步帶動氫能基礎設施和相關產業(yè)鏈的完善，增加加氫站的布局，有助于氫能源汽車的普及。
長江日報：化工、船燃、航煤等領域的大規(guī)模氫氣應用，會對整個氫能產業(yè)帶來哪些影響?
李諺斐：我們可以把這些應用場景看作是一種前瞻性的布局。目前我國氫能產業(yè)還沒有形成規(guī)模和格局，氫氣的使用成本很高，就需要一些能夠消納氫氣的大型產業(yè)先用起來，逐步積累產能，這樣產業(yè)的規(guī)模效應才會體現出來，成本才能降低。所以實際上我們在期待什么?下游在政策支持之下，把需求打開，例如在一些小眾領域進行試點，再慢慢鋪開，會產生學習效應、規(guī)模效應、網絡效應，成本曲線會從高走低，就跟當年電動車、太陽能、風能的成本曲線類似，由此把氫能產業(yè)投入本身的成本降下來。
發(fā)展氫能產業(yè)，內陸地區(qū)有后發(fā)優(yōu)勢
長江日報：從國內氫能產業(yè)整體布局來看，哪些城市已形成較好的路徑和經驗?
李諺斐：粵港澳大灣區(qū)發(fā)展較好，實際上這里已經具備對氫能廣泛的需求基礎，例如在石化、化工、冶金、船燃、港口氫車運輸以及食品加工等領域。還有，香港的城市燃氣很早就采取摻氫，未來可用綠氫全部替代，這也是很大的需求。在大灣區(qū)，綠氫可以直接變成綠氨、綠醇，二者不僅可以作為交通和電力部門的燃料使用，還可以作為石化和化工行業(yè)的原料，有廣泛應用。
所以，在大灣區(qū)，綠氫不論是用能還是原料的需求都非常充足，存在廣泛的應用場景。其次，沿海地區(qū)有大量進出口氫基能源的機會。
潘牧：氫能實際是“奢侈品”。經濟條件越好的地方，氫能的產業(yè)鏈和市場發(fā)展越好。但并不是說除了發(fā)達地區(qū)以外，其他地區(qū)就沒有機會了。因為氫能產業(yè)還遠沒有達到成熟的地步，發(fā)展格局并沒有形成，內陸城市、后發(fā)地區(qū)有后發(fā)優(yōu)勢。
(長江日報記者常少華 吳曈)
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