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近年來，隨著各國陸續(xù)明確碳中和時間表，全球氫能源加速發(fā)展，并成為各國能源技術革命和應對氣候變化的重要抓手。氫能產業(yè)是新能源發(fā)展中至關重要的一環(huán)，“雙碳”目標下，氫能發(fā)展賽道競爭激烈。

制備綠氫如何降成本

在上海毗鄰江蘇太倉的上海電氣氫能實驗室里，一位科研人員在保險箱上摁了一長串密碼，打開保險箱，從里邊捧出一塊形似小飯碗的黃色金屬。

這塊金屬正是黃金，業(yè)內稱為金靶。小小保險柜里，除了金靶，還存放著鉑、銥等其他貴金屬靶材。可以說這里是整個實驗室最貴重的地方。

這個藏著各種貴金屬的保險柜其實也藏著氫能行業(yè)最大的困境：成本。上海市節(jié)能減排中心副總經理齊康認為，氫能的中長期確定性是無疑的，但當前來看，還有幾個核心瓶頸，第一個瓶頸就是價格高。

在當前的技術路徑下，不管是PEM（質子交換膜）電解水制氫，還是氫燃料電池，都需要用到貴金屬材料，其中金、鉑每克數(shù)百元，銥每克高達千元。燃料電池價格高，使用燃料電池的氫能汽車價格相應也高，比如豐田氫能源汽車Mirai，國內售價高達74.8萬元起。

上海電氣在氫能技術攻關方面的一大任務是降載（即減少貴金屬使用量），從而降低氫能裝備成本。上海電氣的氫能團隊從多條路徑嘗試降載，包括把含有貴金屬的漿料更均勻地噴涂在交換膜表面。目前，這個團隊已經把燃料電池中的貴金屬載量在市場水平基礎上降低了約30%。

業(yè)界感慨氫能的賬算不過來，除了裝備價格高以外，還有一個重要因素：制氫成本高。氫氣按環(huán)境友好程度分為灰氫、藍氫、綠氫。其中，綠氫由可再生資源電解水制成，全過程無含碳化合物排出，符合綠色理念，是未來能源的發(fā)展方向。但現(xiàn)實問題是，如果單從價格看，綠氫顯著高于灰氫、藍氫，缺乏經濟性。

綠氫成本中70%是電費。要降低綠氫價格，節(jié)電是關鍵。“生產1標準立方氫氣，國內正常水平耗4.5度電。每降低0.1度都不容易。我們新推出的制氫設備一次性把電耗水平拉到了4.0度以下，降低了0.5度。這在行業(yè)內引起了比較大的反響。”吳亮說。

在加盟氫器時代前，吳亮曾在英國讀書、工作了十多年，也曾在大學里研發(fā)電解水技術?；氐絿鴥龋畲蟮母杏|就是節(jié)奏太快了，他說：“國內氫能產業(yè)瞬間進入了紅海，各路廠商直接進入拼刺刀階段。”這兩年，幾乎每天都有關于氫能的新消息傳出。

吳亮說：“在國內一年相當于干了國外五年的活兒。”他預計，以這樣的速度迭代下去，幾年后，氫能的價格瓶頸就可能突破。

主力應用場景怎樣開發(fā)

氫能與人們最密切相關的應用就是交通。早上8時，在北京德勝門公交場站，每隔3分鐘就有一趟919快公交車發(fā)往延慶，這是北京市首批常態(tài)化運營的氫能公交。

在開了10多年919快的駕駛員李彥斌看來，“這車比燃油車操作體驗好，沒有噪音，起步平穩(wěn)順暢，尤其爬坡時動力十足”。

雖然氫能可以直接用于我們的出行，但在實際推廣中并不理想。根據我國規(guī)劃，到2025年，燃料電池車輛保有量要達到5萬輛，但目前這一數(shù)字僅為2萬輛左右。業(yè)內人士坦言，氫燃料電池車全環(huán)節(jié)耗電遠高于純電汽車，轉換效率更低，價格更高。只有在長距離重載運輸、高寒地區(qū)等純電車性能不占優(yōu)勢的場景下，氫能車才有機會。

但調研中記者發(fā)現(xiàn)，當前已發(fā)布氫能產業(yè)政策的省份，幾乎都將重點聚焦在氫燃料電池汽車及其產業(yè)鏈上，對氫能其他領域應用較少提及。過于單一的應用場景，不僅制約了氫能發(fā)揮比較優(yōu)勢、確立市場地位，也讓一些真正脫碳困難的領域進展緩慢。氫能要推廣，必須要找到更多主力應用場景。

事實上，氫能應用遠不僅是汽車，在那些氫已經被用作原料的領域進行綠氫替代效率會更高。2023年6月，中國石化宣布，我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目——庫車綠氫示范項目順利產氫，標志著我國首次實現(xiàn)了規(guī)?；?a href="http://kuainv.com.cn/news/search.php?kw=%B9%E2%B7%FC%B7%A2%B5%E7" target="_blank">光伏發(fā)電直接制氫工藝與工程成套技術的工業(yè)應用。“項目每年可向下游煉化企業(yè)供應綠氫2萬噸，減少二氧化碳排放48.5萬噸。”中石化新星新疆綠氫新能源有限公司總經理范林松說。

如果把綠氫儲存后轉換為綠氨、甲醇或者綠電，氫氣的利用價值還可更多元。“我們希望把氫轉化為可長時間儲存、低成本運輸?shù)漠a品，目前主要是以綠氫為原料合成綠氨，再進行銷售。”大安吉電綠氫能源有限公司副總經理李斌透露，全球低碳轉型提升了綠色產品需求，綠氨產品主要瞄準日韓和歐洲市場，已經和航運、火電、化工等客戶簽約了意向協(xié)議，產品供不應求。

在吉林松原，全球最大體量綠色氫氨醇一體化項目正在建設中。“受制于氫氣的經濟運輸半徑，綠氫應用輻射范圍較小，但氨醇產品應用已經很廣泛，存量市場體量很大，商業(yè)模式也很清晰。”負責該項目的中國能建綠色氫氨新能源松原有限公司副總經理孫翔也看好這片藍海市場。

國內市場綠氨需求也在逐步打開。在皖能銅陵火電廠，乘電梯到4層抵達3號機組鍋爐中部，記者見到了全國首臺火電摻氨燃燒器。借助等離子裂解器高溫點燃，每小時可消耗20噸氨，讓這臺已經運行了30年的老煤電機組重煥新生。

全國能源工作會議在部署2024年重點任務時提出，研究探索火電摻燒氫氨技術，推動建設一批“低碳電廠”。氨邦科技有限公司技術主管馬寧介紹，在燃煤火力發(fā)電領域應用氨混燒時，基本不需要改變現(xiàn)有主體設備，僅需在鍋爐單元改造添加一些支持氨燃燒的裝置，即可達到碳減排效果。這為煤電綠色轉型開辟了一條切實可行的路徑，也為綠色氫氨產品提供了新市場。

一些更加前沿的電氫融合應用也在積極探索中。在杭州格力園區(qū)，國網杭州供電公司通過低碳電氫耦合應用示范項目，實現(xiàn)格力電器生產基地利用清潔能源與電網谷電制氫，并供給基地的氫燃料大巴和物流車使用。制氫時產生的氧氣則用于空調生產焊接助燃，系統(tǒng)運行產生的余熱供高溫注塑使用。預計每年可減少基地用能成本約256萬元，減少碳排放860噸。

氫能應用場景廣泛，但如果僅僅依靠市場力量推廣，需要很長時間，甚至將錯過應用氫氣的最佳時機。業(yè)內人士認為，需要通過財政支持與碳市場機制協(xié)同的方式，降低用氫成本刺激需求。同時，統(tǒng)籌考慮氫能供應能力、產業(yè)基礎和市場空間，與技術創(chuàng)新水平相適應，有序開展氫能技術創(chuàng)新與產業(yè)應用示范。

此外，在綠色認證方面，我國尚未建立國家層面的綠色氫基能源認證標準體系。綠色氫基能源認證標準體系一定程度上屬于綠色電力認證的延伸，我國綠電認證體系在與國際標準銜接方面尚未完全打通，涉及的不同領域政策與管理機制還需進一步理順。

關鍵技術裝備能否破局

氫氣品質移動檢測車填補全球在氫氣品質移動、快速檢測領域的技術裝備空白；一站式海上綠色氫醇氨生產作業(yè)系統(tǒng)，是解決深遠海海上風電等綠色能源離岸遠、并網成本高等難題的有效途徑；集成式增壓加氫裝置，可為中小型氫能設備提供加注服務，具有“全球最小加氫站”之稱……

在3月底舉行的2024中國國際氫能及燃料電池產業(yè)展覽會上，一系列綠色、高效、前沿的氫能產品和技術競相亮相，充分展示了這一產業(yè)的蓬勃生機。

當前我國氫能產業(yè)裝備自主化發(fā)展迅速，但在大規(guī)模氫液化、高壓力儲氫容器、燃料電池等關鍵技術和零部件領域仍需進口。關鍵技術裝備對外依賴度高，不僅不利于產業(yè)降本，也影響供應鏈安全。

“一些國產關鍵材料設備在耐久性、一致性和良品率方面還有差距，主要原因是我們的研發(fā)和產業(yè)化起步較晚，以及產業(yè)化驗證環(huán)節(jié)比較稀缺。”葉思宇認為，燃料電池汽車發(fā)展主要挑戰(zhàn)是核心技術和關鍵部件缺失。應重點圍繞燃料電池汽車關鍵零部件核心技術攻關，即氫燃料電池全產業(yè)鏈中八項“卡脖子”的關鍵環(huán)節(jié)：催化劑、質子交換膜、氣體擴散層、膜電極、雙極板、電堆、空壓機、氫氣循環(huán)泵。

在蕪湖奇瑞科技創(chuàng)新中心，工作人員正不斷試驗配制催化劑漿料，從而調整出最佳方案。“現(xiàn)在國產替代已經進入關鍵材料國產化替代階段。”安徽瑞氫動力科技有限公司常務副總經理潘陳兵說，漿料配置對燃料電池性能影響最大，關鍵是降低貴金屬使用量的同時保證性能。未來幾年內，要將燃料電池成本從當前每千瓦4000元降到500元，從而大幅降低氫燃料電池汽車售價。

今年6月，我國液氫產業(yè)也有望迎來歷史性時刻——國內首臺套日產10噸級氫氣液化裝置將在山東淄博齊魯化學工業(yè)園區(qū)投運。

魏蔚博士畢業(yè)于上海交通大學低溫工程專業(yè)。當國富氫能董事長鄔品芳找到她，透露自己要攻克中國人自己的大規(guī)模氫液化技術時，魏蔚果斷放棄了上市公司高管身份，加入國富氫能創(chuàng)業(yè)團隊，因為這也是她畢生的夢想——在中國實現(xiàn)液氫的商業(yè)化應用。

“液氫在發(fā)達國家早已實現(xiàn)規(guī)?；裼茫袊臍淠墚a業(yè)高質量發(fā)展不能沒有液氫。”魏蔚說，國富氫能團隊堅持自主化、國產化開發(fā)，歷時7年，開發(fā)出了國內首套日產10噸級氫液化裝置，未來將向日產30噸和100噸級別發(fā)展。“低溫工程極具規(guī)模效應，因為單座液化工廠規(guī)模太小導致成本高昂，我國在液化天然氣國產化領域已經吃過虧。液氫產業(yè)發(fā)展要吸取教訓，百萬噸級液氫工廠需要國家頂層規(guī)劃。”

中國石化董事長馬永生表示，中國石化在強化主體支撐、推動融通帶動上取得了積極進展，國內氫能關鍵裝備研發(fā)制造水平穩(wěn)步提升。將繼續(xù)發(fā)揮自身優(yōu)勢，聚焦應用場景打造等核心任務，在基礎固鏈、技術補鏈、融合強鏈、優(yōu)化塑鏈上持續(xù)發(fā)力，加快推動我國氫能產業(yè)高質量發(fā)展。

專家建議，我國應發(fā)揮新型科研舉國體制優(yōu)勢，在氫能頂層設計中充分發(fā)揮頂層協(xié)調機制，統(tǒng)籌各部門政策和資金資源形成合力，持續(xù)推進綠色低碳氫能制取、儲存、運輸和應用等各環(huán)節(jié)關鍵核心技術研發(fā)。持續(xù)推動氫能先進技術、關鍵設備、重大產品示范應用和產業(yè)化發(fā)展，構建氫能產業(yè)高質量發(fā)展技術體系。

“出于安全考慮，核電行業(yè)一個成熟堆型通常要使用幾十年，短時間很難看到顛覆性創(chuàng)新。相比之下，近幾年氫能技術裝備創(chuàng)新迭代非?？臁?rdquo;樊煥然之前是搞核電的，對于氫能行業(yè)的創(chuàng)新活力和重要性感受頗深。在他看來，全球氫能產業(yè)總體處于起步階段，我國氫能裝備性能與國外差距不大，國產替代大有希望。

當前，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。氫能開發(fā)利用技術已經取得重大突破，我們需要牢牢把握全球能源變革發(fā)展大勢和機遇，加快培育發(fā)展氫能產業(yè)，加速推進能源綠色低碳轉型。

原標題：氫能產業(yè)正處于規(guī)?；瘜肫?，如何加快培育發(fā)展？