界面新聞?dòng)浾?| 侯瑞寧
中國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立，燃料電池成本快速下降。
在9月13-15日舉行的中國(guó)（西部）氫能大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)際氫能與燃料電池協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高作出上述表示。
在此次大會(huì)上，歐陽(yáng)明高從氫燃料電池的商業(yè)化、電解制備綠氫、氫能儲(chǔ)運(yùn)和加注、氫系統(tǒng)的集成和氫儲(chǔ)能等四方面，分享了行業(yè)的最新進(jìn)展與個(gè)人觀點(diǎn)。
歐陽(yáng)明高認(rèn)為，以富余綠電資源低成本制氫為源頭推動(dòng)，以多元化場(chǎng)景應(yīng)用為龍頭拉動(dòng)，將有助于要實(shí)現(xiàn)綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
氫燃料電池成本快速下降
中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，去年中國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到3626輛和3367輛，同比增長(zhǎng)105.4%和112.8%。
據(jù)歐陽(yáng)明高介紹，去年中國(guó)氫燃料電池的系統(tǒng)成本3000元/kw，今年降至2500元/kw，預(yù)計(jì)到2025年將降到1000元/kw，2030年將降到500元/kw，屆時(shí)氫燃料電池能夠和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
除了降低成本之外，進(jìn)一步提高電池效率，是氫燃料電池今后的另一主要課題。
歐陽(yáng)明高表示，目前燃料電池的額定效率達(dá)到50%左右。未來(lái)要進(jìn)一步提升到60%，這將意味著氫耗會(huì)大幅下降。
目前氫燃料電池系統(tǒng)的壽命普遍為2萬(wàn)小時(shí)左右。歐陽(yáng)明高表示，希望2025年達(dá)到2.5萬(wàn)小時(shí)，到2030年達(dá)到3萬(wàn)-3.5萬(wàn)小時(shí)。
談及氫燃料電池的應(yīng)用場(chǎng)景，歐陽(yáng)明高認(rèn)為，交通是氫能的先導(dǎo)，但不是主體。
“交通也就占整個(gè)氫能應(yīng)用的20%，剩下80%應(yīng)用都是其他場(chǎng)景?！睔W陽(yáng)明高認(rèn)為，下一步，氫能發(fā)電將是一個(gè)很大的市場(chǎng)。
電解制備或成為第四大新能源出口產(chǎn)品
中國(guó)制氫領(lǐng)域已經(jīng)走在世界前列。
中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國(guó)氫氣產(chǎn)能約4882萬(wàn)噸/年，同比增長(zhǎng)約1.2%；氫能產(chǎn)量約3533萬(wàn)噸/年，同比增長(zhǎng)約1.9%。中國(guó)已經(jīng)成為最大的氫能生產(chǎn)國(guó)家。
歐陽(yáng)明高預(yù)測(cè)，到2030年，中國(guó)可能會(huì)催生100 GW級(jí)別的綠氫電解制備市場(chǎng)。
彭博新能源財(cái)經(jīng)曾預(yù)計(jì)，今年中國(guó)電解槽出貨量約為1 GW。
歐陽(yáng)明高指出，疊加中國(guó)的綠氫電解在全球具有成本優(yōu)勢(shì)，綠氫電解設(shè)備有可能成為繼光伏組件、鋰電池、電動(dòng)汽車這三個(gè)新能源產(chǎn)品之后的第四大出口產(chǎn)品。前三者通常被業(yè)內(nèi)稱為國(guó)內(nèi)出口增長(zhǎng)的“新三駕馬車”。
根據(jù)電解槽隔膜材料的不同，電解水制氫可分為堿性電解（AWE），質(zhì)子交換膜（PEM）電解以及固體氧化物（SOEC）電解三種技術(shù)路線。
歐陽(yáng)明高認(rèn)為，當(dāng)前最具潛力、最現(xiàn)實(shí)、成本最低、壽命最長(zhǎng)、最有中國(guó)優(yōu)勢(shì)的是堿性電解水制氫。但是國(guó)內(nèi)堿性制氫缺乏技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)，需要大幅進(jìn)行的技術(shù)變革。
談及堿性電解制氫存在的問(wèn)題，他指出，包括電極衰減、鍍層脫落、隔膜磨損和密封失效等。
“現(xiàn)在和今后一段時(shí)間，影響堿性電解槽最關(guān)鍵的仍是隔膜。”歐陽(yáng)明高表示，隔膜決定著電池的阻抗大小和效率高低以及電堆安全等。
未來(lái)電池隔膜有兩種選擇，分別是陰離子膜和離子溶劑膜。歐陽(yáng)明高更看好后者，認(rèn)為“這是未來(lái)的發(fā)展方向”。
儲(chǔ)運(yùn)成本中短期難下降
儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)降本是中氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)之一。
歐陽(yáng)明高算了一筆賬，從氫能運(yùn)輸?shù)慕嵌瓤矗蠚涞某杀臼?1元/千克；如果用拖車輸送20兆帕的氫氣瓶，100公里需要10元/千克；加氫站的成本費(fèi)用也需要10元/千克，最終加氫車輛的費(fèi)用為30元/千克以上。
歐陽(yáng)明高表示，提高儲(chǔ)運(yùn)壓力是解決上述問(wèn)題的途徑之一。如果氫瓶的壓力提高到50兆帕，單車運(yùn)氫可接近1噸，運(yùn)輸成本會(huì)大幅下降。
“目前車用氫瓶壓強(qiáng)大多為35兆帕，中期看不太可能突破。”歐陽(yáng)明高稱。
如果是長(zhǎng)距離運(yùn)輸氫氣，管道被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式。
今年4月，中石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國(guó)一張網(wǎng)”建設(shè)實(shí)施方案》，標(biāo)志著中國(guó)氫氣長(zhǎng)距離輸送管道進(jìn)入新發(fā)展階段。
“西氫東送”起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點(diǎn)位于北京市的燕山石化，管道全長(zhǎng)400多公里，是國(guó)內(nèi)首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長(zhǎng)距離的純氫輸送管道。
在此次大會(huì)上，億杰鋒源執(zhí)行董事王海峰表示，管道送氫的優(yōu)勢(shì)是運(yùn)輸100公里，每千克氫氣運(yùn)輸成本將從10元降到0.5元。
氫儲(chǔ)將是主流的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能方式
除了做燃料電池之外，歐陽(yáng)明高認(rèn)為，氫儲(chǔ)能具有很大的應(yīng)用場(chǎng)景和發(fā)展前景。
氫儲(chǔ)能是指光伏風(fēng)電所生產(chǎn)的電有富余時(shí)，將其制成氫儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)電網(wǎng)電不夠的時(shí)候，再進(jìn)行發(fā)電，以形成動(dòng)力循環(huán)。
歐陽(yáng)明高認(rèn)為，氫儲(chǔ)能是非常重要的長(zhǎng)周期大規(guī)模儲(chǔ)能方式。雖然氫生產(chǎn)成本比電高，但儲(chǔ)存成本比電低。
歐陽(yáng)明高給出的數(shù)據(jù)顯示：1千克氫相當(dāng)于33度電的能量。電池儲(chǔ)1度電需要花費(fèi)至少1000元，儲(chǔ)33度電需要3.3萬(wàn)元。如果用一個(gè)10兆帕的高壓容器儲(chǔ)1千克氫，最多就幾百塊元。
此外，電池不能長(zhǎng)周期儲(chǔ)能，因?yàn)樗凶苑烹?；也不能大?guī)模儲(chǔ)能，因?yàn)槠涑杀咎?。氫?chǔ)存則不存在儲(chǔ)能期限問(wèn)題，放電周期可以很長(zhǎng)。
“未來(lái)10%的可再生能源需要通過(guò)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能解決，主體就要?dú)鋬?chǔ)能?！睔W陽(yáng)明高表示，10%的可再生能源意味著到2060年，中國(guó)需要1.5萬(wàn)億度電的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。中國(guó)中短期電化學(xué)儲(chǔ)能需求規(guī)模也就200億度電。
在他看來(lái)，除了作為原料和燃料之外，氫儲(chǔ)能將是氫能用于化工和鋼鐵之外的最大用途，也是未來(lái)新型電力系統(tǒng)的主要支柱。