2018年11月9日，首屆北京未來科學城氫能與燃料電池技術發展大會在京召開，大會以“加強協同創新，推動國內氫能與燃料電池技術自主化發展”為主題，多個電力央企在會上分享了氫能與燃料電池方面的研究成果。北京未來科學城氫能研發資源集聚效應顯著，電力央企在氫能與燃料電池研發方面占據先發優勢。

電力央企瞄準氫能和燃料電池方向

位于北京北部五環外的未來科學城是近幾年新興的創新基地。目前，國家電網公司、國家能源投資集團、中國華能集團、國家電力投資集團、神華集團等能源企業均在這里設立了科研院所。根據國家定位，未來科學城將建成具有世界一流水準、引領我國應用科技發展方向、代表我國相關產業應用研究技術最高水平的人才創新創業基地。

經過8年央地共同建設，未來科學城研發投入強度快速加大，已初步形成智能電網、煤炭清潔高效利用、新能源和可再生能源、能源材料等特色科研領域。無獨有偶，許多身處未來科技城的企業把“氫能”作為重要創新方向之一。

“未來科學城的央企研究院順應能源技術革命的趨勢，在清潔能源、低碳能源領域提前進行科研布局，瞄準國內外能源技術發展的熱點之一——氫能和燃料電池技術，引進國內外高水平人才團隊，力爭在新一輪能源科技和產業變革中夯實‘自主’技術的基礎，培育產業新方向。 ”北京市科委黨組成員、北京科技協作中心主任雷霆評價說。

氫能作為一種清潔、高效、可再生的無碳能源，被譽為“二十一世紀的新能源”。國際上一些發達國家目前已經有相當規模的氫能示范應用，正在向規模化、商業化邁進。我國也在逐步重視氫利用技術研究，部分地區也開始布局和發展氫能產業。

“綜合利用氫能是發展高效清潔能源，構建低碳高效的能源體系的重要組成部分。”全球能源互聯網研究院有限公司董事長滕樂天介紹說，氫的能量密度高、運維成本低、過程無污染、可長時間存儲，是大規模能量型儲能的理想介質，在電源側實施可再生能源電解制氫，可平抑可再生能源的長周期波動性和間歇性，有效促進可再生能源消納，緩解風能、太陽能等可再生能源大規模、高比例接入電網帶來的巨大調峰調頻壓力;在用戶側實施燃料電池車加氫和基于氫燃料電池的熱電氣綜合系統，可促進電網削峰填谷，實現電網與熱網、氣網、交通網等多類型能源網絡互聯，推進能源綜合高效利用和“清潔替代”，提高電力在終端能源消費中占比，在新一代電力系統建設與全球能源互聯網構建中發揮關鍵性作用。

能源央企積極進行“氫”研究各有所長

據記者了解，位于未來科學城的國家電網全球能源互聯網研究院、國家能源投資集團北京低碳清潔能源技術研究院等5家央企研究院分別于2014年或2015年啟動了氫能和燃料電池技術研究。

國家能源投資集團北京低碳清潔能源技術研究院(下文簡稱“低碳院”)積極開展符合燃料電池汽車應用的氫氣純化技術、儲氫技術、加氫站技術和燃料電池系統技術等方向的研究。目前已率先建成達到國際標準的氫氣品質測試平臺，可為國內正在興起的氫燃料電池車所使用的氫氣品質是否合格“技術把關”。低碳院還參與軍用液氫標準向民用液氫標準轉化、加氫站驗收國家標準的起草等工作。與神華新能源公司合作建設的中國第一個符合SAEJ2601標準[美國機動車工程師學會(SAE)電池工作組制定的輕型氣態氫汽車的燃料協議]的商業化加氫站，已開發出第一代樣機。此外，還完成了加氫站工藝流程優化平臺及加氫站工藝控制系統開發，正在進行國家能源集團自主開發的加氫站控制系統的調試。

國家電網全球能源互聯網研究院(下文簡稱“聯研院”)開展了基于電網過剩電能還原二氧化碳制碳氫化合物技術應用前期研究、適用于波動性輸入的高效固體聚合物水電解技術研究、氫儲能關鍵技術及其在新能源接入中的應用研究等，攻克了電解制氫與新能源發電的協調控制技術，研制了適用于新能源發電的電解制氫實驗平臺，建立了氫安全分析技術體系。目前，聯研院已建成10千瓦氫發電實驗測試平臺，在建20千瓦樓宇用氫綜合利用實驗平臺，具備大容量制氫及氫能高效轉化的實驗研發、裝備研制和性能測試等實驗能力。

國家電投新能源技術研究院(下文簡稱“新研院”)在氫能研究領域與美國佐治亞大學共同開發高效生物質燃料電池技術，在集團公司支持下研究高效生物質電解制氫技術，其中“通過提升燃料電池技術帶動可再生能源發展”項目獲得亞太經濟合作組織(APEC)基金資助。

而國家電投科學技術研究院(下文簡稱“科研院”)開展可再生能源制氫、氫能利用、氫安全技術、產業鏈經濟性等方面研究，引進國外高層次人才團隊，正在開發自主化、高性能、低成本的的新一代質子交換膜燃料電池，已完成主要核心部件的自主開發和燃料電池電堆樣機開發。

華能集團清潔能源研究院(簡稱“清潔院”)開展煤化氣制氫與燃料電池技術的研究與技術示范，已成功研制基于IGCC的煤氣化制氫與二氧化碳捕集裝置。研究并掌握質子交換膜燃料電池關鍵零部件制備與組裝技術，成功研制了10千瓦質子交換膜燃料電池備用電源。

協同創新促中國特色氫能經濟發展

“北京作為全國科技創新中心，匯集了一批氫能和燃料電池科技創新主體。近幾年，北京市科委著重支持氫能和燃料電池自主化技術科研項目39個、市財政經費1.6億元，提升了北京氫能科研應用基礎研究和前沿技術研究能力。”雷霆介紹說。

2017年7月，北京市科學技術委員會、昌平區人民政府聯合未來科學城及在京氫能領域優勢科研單位發起成立背景未來科學城氫能技術協同創新平臺，目前共有低碳院、聯研院、清潔院、新研院、科研院、華北電力大學等13家成員，電力企業和院校占半數以上。一年多來，協同攻關有序推進，技術交流深入有效，平臺成員單位之間組成了若干個聯合攻關團隊。在應用基礎研究和前沿技術研究方面，發揮各自優勢，協同開展科研，減少了低水平、重復性研究，整體研發效率提高，產出了一些階段性成果。

據行業專家介紹，當前氫能產業發展亟需解決幾個問題：一是解決大規模廉價生產氫能原料的問題，二是解決氫的低成本高效儲運問題，三是進一步簡化加氫流程和提高儲氫量，四是標準法規和規范的形成，五是強化安全技術體系建設。

華能集團清潔院董事長許世森表示，現在低溫氫燃料電池上主要的技術難題，在高溫燃料電池上則基本不存在。“低溫的質子交換膜燃料電池對燃料的純度要求很高，對內部的硫、鹵化物和粉塵要求比較高，最核心的是要用鉑作為催化劑，非常昂貴。化學反應過程里有一條普遍的規律，就是要在溫度和催化劑之間的選擇，低溫下要實現電化學反應，必須要有比較特殊的催化劑，如果提高反應的溫度，對催化劑的要求就會適當降低。低溫的燃料電池在制氫、儲氫、運氫方面還有很多障礙，但高溫燃料電池可以直接運用氫氣、天然氣、煤制氣、沼氣、甲醇含碳氫的燃料，這是它的優勢。”

聯合國開發計劃署駐華代表張衛東建議說，中國不需要走國際經濟實力雄厚的國家高成本發展氫能的老路，要結合中國的實際，構建有中國特色的氫能經濟。他提出中國特色氫能經濟的4種技術路線，分別是：一是燃料電池加電池的“電-電”混動模式，二是用富氫重整或液體或金屬載氫材料制氫，三是甲醇在線重整制氫，四是乙醇在線重整制氫。他特別強調乙醇在線重整制氫技術路線非常適合中國農業大國的國情。

“乙醇在線重整制氫這條路徑就可以實現農(農業)、工(工業)、能(能源)、交(交通)、服(服務員)整個大的融合。我們用的乙醇不是來自糧食，而是用多種植物的秸稈，用農業生產的剩余物，真正能實現農業的循環經濟。”他說。