文|腦極體
冬奧會閉幕，冬殘奧會接棒。細數(shù)冬奧會發(fā)生的種種，不僅僅是運動員帶來的精彩令人感動，冬奧的綠色科技也是不能讓人忽視的風光。從基礎(chǔ)設(shè)施各大場館的改造與建設(shè)，到冰場的零排放二氧化碳制冰，冰雪賽道的節(jié)能造雪，全場館綠色電能的供應(yīng)，賽事交通服務(wù)等。一場極致的綠色科技賽事，無不展現(xiàn)著綠色冬奧的主旨，讓人大飽眼福。
拿交通運輸?shù)姆?wù)來說，各類新能源車齊齊上陣，不僅包括我們常見的純電動車，傳統(tǒng)能源車，也包括一些氫燃料車。整體的冬奧運輸保障中節(jié)能與清潔能源車輛在小客車中占比100%，在全部車輛中占比85.84%，為歷屆冬奧會中含綠素最高。
氫燃料車的展示，可謂是目前來全球范圍內(nèi)最大的一次集中示范，吸引了眾多的目光關(guān)注，也是冬奧會場中不可或缺的一抹亮色。根據(jù)冬奧組委公布的數(shù)據(jù)，本屆冬奧會示范運行超1000輛氫能源汽車，并配備30多個加氫站，積極投入的氫能燃料車的廠商包括豐田汽車、北汽集團、宇通客車、福田汽車等車企。在這個最大的盛會中，以冬奧為契機集中展現(xiàn)了氫能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用潛力。
借助冬奧的機遇，氫能產(chǎn)業(yè)被推向世界的舞臺，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在這個世界窗口中被行業(yè)議論紛紛，那么，在未來碳中和重構(gòu)的新能源格局下，氫能產(chǎn)業(yè)到底將扮演怎樣的角色？
氫能崛起
氫能作為清潔、高效、安全、可持續(xù)的新能源，被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉搭愋椭?，在能源、交通、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，有著巨大的市場潛力。
在歐美日等發(fā)達國家和地區(qū)，早已將氫能納入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，并出臺產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和支持政策。國內(nèi)將氫能定位戰(zhàn)略能源技術(shù)，政策利好也在逐步釋放。2019年氫能首次被寫入政府工作報告，2020年《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》第一次將氫能列為能源范疇，同年氫能納入年度國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃，并啟動燃料電池汽車示范推廣及國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃編制。
2021年3月，氫能正式被納入“十四五”規(guī)劃綱要草案。截至2021年，我國政府累計支持氫能及燃料電池研發(fā)經(jīng)費超過20億元；2021年12月，工業(yè)和信息化部印發(fā)的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》也提出，加快氫能技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動氫能多元利用。
追溯本源，氫能產(chǎn)業(yè)得到全世界各國的大力支持與發(fā)展，與能源結(jié)構(gòu)、能源趨勢的變化需求不無關(guān)系。碳達峰、碳中和的長期發(fā)展目標，化石能源的枯竭、污染、氣候等問題，都加速著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。我們自己的能源國情是多煤少氣缺油，石油和天然氣都需要進口來解決資源緊缺的問題，其中石油75%依靠進口，天然氣50%依靠進口，并且進口比例仍在逐年增大。
無論是減碳還是能源安全的把控，都在驅(qū)動著我們朝著氫能產(chǎn)業(yè)的深處走去。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前，全國有30個省份、150多個城市在其“十四五”規(guī)劃中提及氫能發(fā)展，有50多個城市出臺了地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃。根據(jù)各省區(qū)市規(guī)劃目標，到2025年全國將建成加氫站超過1000座，推廣氫燃料車超過54000輛。
從氫能的產(chǎn)業(yè)政策、研究、基礎(chǔ)設(shè)施的不斷構(gòu)建與完善，到真金白銀的推廣示范區(qū)的建立，都反映著我們對能源系統(tǒng)改革的決心，加速著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展改造，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)再度迎來發(fā)展熱潮。
“身份牌”：多能耦合
我們知道氫氣并不是天然存在于自然界的能源，必須通過技術(shù)的制備才能產(chǎn)生，是一種典型的二次能源。因為制備的能源消耗碳排不同，也被分為三種類別，用清潔能源電解水的制備被稱為綠氫，用化石燃料煤炭天然氣等制灰氫、藍氫。煤制氫與天然氣制氫因為成本較低，應(yīng)用也最為廣泛，是主要的氫氣生產(chǎn)來源，占總產(chǎn)量的90%以上。
在氫能實際的落地應(yīng)用中，最被人廣泛認知的是在交通運輸領(lǐng)域的應(yīng)用，相比于電動車，氫燃料電池車“加氫5分鐘，續(xù)航800公里”，耐低溫，續(xù)航高，真正規(guī)避了電動車的所有痛點，還能實現(xiàn)零排放，無污染，幾乎是完美的能源車。
不過發(fā)展氫能不僅僅是為了交通，雖然出行是萬億級別的消費場景，但在氫能源系統(tǒng)的棋局中，在碳中和大循環(huán)的背景下，出行并不是氫能的主戰(zhàn)場。氫能擅長的領(lǐng)域，也包含在能源電氣化后的工業(yè)生產(chǎn)和電網(wǎng)系統(tǒng)的儲能調(diào)配中。
在工業(yè)領(lǐng)域中，現(xiàn)階段約90%的氫氣主要用于化工工業(yè)生產(chǎn)甲醇、氨等工業(yè)產(chǎn)品，約10%的氫氣用于玻璃制造業(yè)、半導體制造業(yè)、多晶硅行業(yè)、食品行業(yè)、航空航天、鋼鐵等行業(yè)。不過受限于目前氫能供應(yīng)波動性較大、氫能生產(chǎn)產(chǎn)量與需求不匹配等現(xiàn)實情況，氫能在化工工業(yè)上的應(yīng)用有限。但可預(yù)見的未來，隨著制氫的成本下降，在耗能大戶的工業(yè)領(lǐng)域，氫能作為清潔能源，將會是減碳排的主力應(yīng)用能源之一，滿足工業(yè)需求。
除了工業(yè)領(lǐng)域外，在風電光伏的可再生能源儲存中，氫能作為優(yōu)質(zhì)的儲能對象也會發(fā)揮作用。我們知道在能源領(lǐng)域，風電與光伏已經(jīng)被大規(guī)模推廣與應(yīng)用，但因為能源的有效儲備問題，已經(jīng)成為其發(fā)展的瓶頸之一。
如果將用不完的電能與風能，通過電解水轉(zhuǎn)化成“綠氫”，在夜晚為整個電網(wǎng)系統(tǒng)“削峰填谷”，也可以替代掉部分昂貴的鋰電儲能電池。目前眾多的光伏企業(yè)都開始瞄準了氫能，作為打開增長的新空間。
2021年3月，隆基股份通過全資子公司隆基綠能創(chuàng)投與上海朱雀投資合資成立西安隆基氫能科技有限公司，計劃大力發(fā)展光伏制氫；同月，陽光電源也發(fā)布大功率的SEP50 PEM制氫電解槽；5月晶科科技公布了布局光伏制氫的消息；協(xié)鑫新能源隨后也成立高達100億元的氫能產(chǎn)業(yè)投資基金；林洋能源在8月宣布成立合資公司正式進軍氫能。氫能產(chǎn)業(yè)被光伏風電企業(yè)們作為價值投資錨定，開始了爭相的研究與布局。氫能產(chǎn)業(yè)的價值將會成為新一輪的投資風口。
據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)計，到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫需求量將由目前的2000多萬噸提升至約6000萬噸，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約12萬億元。
無論是作為儲能的屬性，還是清潔能源的屬性，我們會發(fā)現(xiàn)氫能的地位將變得越來越重要，不過氫能產(chǎn)業(yè)也只是能源系統(tǒng)中的一環(huán)，并不能完全代替其他能源，甚至是淘汰掉其他能源。因為風光電化石等能源的獨特屬性，只使用一種能源是不能解決所有的需求問題，未來的能源體系統(tǒng)注定是朝著低碳、多能耦合的方向發(fā)展。而氫能作為能源系統(tǒng)中重要的一環(huán)，其產(chǎn)業(yè)的價值也會在交通、工業(yè)、電網(wǎng)儲能等全面開花。
羈絆與終結(jié)
梳理人類使用能源的蹤跡脈絡(luò)，從化石能源到清潔能源的轉(zhuǎn)變，也不過幾十年，小時候的節(jié)能減排口號逐漸成為戰(zhàn)略與發(fā)展的必需品被強制要求。整個世界的經(jīng)濟、社會發(fā)展都開始向低碳轉(zhuǎn)變。
氫能成為重要的新能源產(chǎn)業(yè)方向，無論是技術(shù)儲備還是產(chǎn)業(yè)規(guī)模，氫能產(chǎn)業(yè)都開始走向了爆發(fā)的臨界點。目前我國的氫產(chǎn)量大概占世界1/3，是世界上產(chǎn)氫最大的國家。不過也面臨不少的問題，影響最大的一個根本問題就是產(chǎn)業(yè)鏈未打通，導致用氫的成本非常高。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈要成長為雨林滋潤萬業(yè)生長的前提，最先需要解決的就是氫源成本的問題，氫源的成本問題解決了，才會對下游的應(yīng)用起到支撐和推動作用。
很多讀者可能在有關(guān)能源領(lǐng)域的文章中，了解過氫能產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，其中上游的氫源制備和中游的儲運等都存在發(fā)展的瓶頸，這也是氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在未規(guī)?；l(fā)展的主要原因。氫能源的制備，運輸?shù)某杀九c技術(shù)等都有很大的提升空間。
拿加氫站舉例來說，國內(nèi)現(xiàn)在的加氫站都是站外供氫，需要把氫運到站內(nèi)后再加注，運輸成本高，公路運輸安全風險大，如果建設(shè)管道運輸，投入的資源更深似海。但在國外，都是制氫、加氫一體化的操作方式，既節(jié)約又安全。
在國內(nèi)，氫氣是被作為?；愤M行管理，而不是能源。制氫屬于化工項目，法規(guī)管理要求需要進入化工園區(qū)制備，但多數(shù)的氫能應(yīng)用領(lǐng)域都是在商業(yè)用地和工業(yè)用地中，因此這對氫能的使用與發(fā)展帶來限制，也提高了氫能運輸?shù)某杀尽Ｈ绻胍獙⒏咂蟮募託湔境杀敬蠓迪聛?，還需要政策進一步放寬對制氫項目的限制，有序引導制氫運氫的發(fā)展。而不是長期的輸血補貼，這也不是良性的發(fā)展模式。
不過運氫的問題無法避免，終須解決，因為能源的運輸流通對發(fā)展非常必要。在氫能產(chǎn)業(yè)的儲存中，也有新的研究方向可以解決運氫一些安全問題。研究人員發(fā)現(xiàn)，氨是一個非常好的儲氫介質(zhì)，高中化學告訴我們氨的主要功能是當肥料用的。合成氨容易運輸、液化，并且安全。
氨的分解比較容易，分解出來是純的氮氣和氫氣，氨與綠氫比較容易耦合，很適合用氨來儲存氫。 日本是氫能產(chǎn)業(yè)研究比較先進的國家，也將氨儲存氫技術(shù)作為其研究應(yīng)用的重要方向。對于氫能的儲備來說，氨儲氫的技術(shù)研究還是非常值得重點關(guān)注。
回到氫能產(chǎn)業(yè)的原點，我們會發(fā)現(xiàn)政策與戰(zhàn)略層面的疏導，產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的深耕，氫能產(chǎn)業(yè)暫時整體的發(fā)展雖然緩慢，但不會一直停滯于此?？v觀目前氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，無論是從立法、頂層設(shè)計，還是具體落地的示范應(yīng)用等，市場和產(chǎn)業(yè)都給予氫能持續(xù)發(fā)展的肥沃土壤。統(tǒng)籌、規(guī)范、支持氫能產(chǎn)業(yè)向健康的方向持續(xù)發(fā)展。
艱難的初始爬坡期過了，就是迅速開花結(jié)果期，技術(shù)、政策澆灌出的氫能產(chǎn)業(yè)果實也會和能源系統(tǒng)的其他關(guān)鍵元素一起潤澤全行業(yè)中的每一環(huán)，助力全產(chǎn)業(yè)的深度脫碳，早日實現(xiàn)“2060 碳中和”的目標。