氫能發(fā)展難在哪兒

嘉賓

金 旭 中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院新能源研究中心副主任

馬明燕 中國(guó)寰球工程有限公司北京分公司副總工程師、工藝部主任

薛克鑫 上海中油申能氫能科技有限公司副經(jīng)理

高 慧 中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院高級(jí)工程師

目前制約氫能發(fā)展的重要瓶頸問題是什么?

金旭：氫能快速發(fā)展需要國(guó)家層面的頂層設(shè)計(jì)和具體實(shí)施路徑的落實(shí)與推動(dòng)，在氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)投入配套資金和研發(fā)力量，帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的上、中、下游協(xié)同發(fā)展。國(guó)家層面的政策扶持指引和全產(chǎn)業(yè)鏈投入，可加速氫能發(fā)展。除了人才和技術(shù)缺乏外，氫源和市場(chǎng)的區(qū)域錯(cuò)配是實(shí)現(xiàn)效益突破亟須解決的難題。

馬明燕：氫能產(chǎn)業(yè)涉及多行業(yè)多領(lǐng)域，需要多方協(xié)同。從工程建設(shè)領(lǐng)域分析，居高不下的氫氣制備和氫氣儲(chǔ)運(yùn)成本是制約氫能發(fā)展的最重要瓶頸。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵和基礎(chǔ)環(huán)節(jié)是制氫。傳統(tǒng)的化石燃料制氫及工業(yè)副產(chǎn)氫氣的制備成本較低，工藝技術(shù)和裝備成熟，但制備的氫氣需要進(jìn)一步提純和精制以滿足燃料電池需要，高純氫的制備技術(shù)還需進(jìn)一步提升。綠氫的制備，即采用棄光、棄風(fēng)發(fā)電，再通過電解水制備氫氣，具有廣闊前景，但目前成本高。

儲(chǔ)氫的方式主要有高壓儲(chǔ)氫、氫氣液化、有機(jī)液體儲(chǔ)氫、金屬儲(chǔ)氫等。儲(chǔ)氫成本居高不下，核心技術(shù)突破少，成為制約氫能發(fā)展的關(guān)鍵。車載高壓氫罐關(guān)鍵材料，如碳纖維復(fù)合材料氫氣瓶非常昂貴，國(guó)內(nèi)掌握該技術(shù)的供貨商很少。氫氣液化技術(shù)及裝備也主要掌握在國(guó)外公司手中，無論是核心技術(shù)還是重要裝備，都需要我們有所創(chuàng)新和突破。

薛克鑫：目前，制約氫能發(fā)展的瓶頸比較多。一是氫能屬于二次能源，氫氣要由電生產(chǎn)，對(duì)此業(yè)界仍有不同聲音;二是加氫站網(wǎng)絡(luò)不完善，且處于起步階段的大部分站點(diǎn)是在企業(yè)內(nèi)部車輛自營(yíng)小范圍推廣使用;三是氫燃料電池汽車少，成本高。以上海市為例，截至2020年12月31日，上海市僅有1900余輛氫燃料電池汽車，大部分消費(fèi)者仍處于觀望階段;四是加氫站投入大，所需的場(chǎng)地面積大，設(shè)備價(jià)格高，人員要求高，導(dǎo)致加氫站投入成本高，而產(chǎn)出低，難以像加油站那樣實(shí)現(xiàn)盈利。

高慧：氫能利用有三個(gè)主要環(huán)節(jié)：制取、儲(chǔ)運(yùn)和終端消費(fèi)。其中，制取和終端消費(fèi)的大部分技術(shù)難關(guān)已經(jīng)基本打通，產(chǎn)業(yè)化最大的難點(diǎn)在于儲(chǔ)運(yùn)。氫儲(chǔ)運(yùn)高度依賴技術(shù)進(jìn)步和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。這是世界各國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的普遍難點(diǎn)。

發(fā)展氫能急需攻克的技術(shù)難題是什么?

金旭：在上游制氫領(lǐng)域，急需開發(fā)更高效廉價(jià)的可再生能源電解水制氫工藝，彌補(bǔ)化石能源制氫排放溫室氣體的缺點(diǎn)。主要技術(shù)難題是可再生能源制氫轉(zhuǎn)化效率低、成本高，短期內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不明顯，亟須攻克更廉價(jià)高效的催化劑材料和更優(yōu)化的系統(tǒng)管理技術(shù)，降低電解水過程中的能耗，推動(dòng)電解水制氫成為主要的氫氣獲取方式。在氫氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域，急需攻克短距離的低壓高密度儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)和長(zhǎng)距離的液氫和管道摻氫等技術(shù)。在下游用氫領(lǐng)域，除了交通領(lǐng)域外，亟須開發(fā)更多氫能高效率規(guī)模利用的應(yīng)用場(chǎng)景。目前，車用燃料電池對(duì)氫氣純度要求高、需求量有限，需加大氫氣在分布式發(fā)電、化工品生產(chǎn)、冶金、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用。