氫能，作為一種清潔、高效、可持續(xù)的新能源，已成為全球能源技術(shù)革命的重要方向和各國未來能源戰(zhàn)略的重要組成部分。伴隨著歐美日韓等地氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的陸續(xù)出臺，全球范圍氫能社會的構(gòu)建已日漸明晰，我國也已形成京津冀、長三角、珠三角、華中、西北、西南、東北等七大產(chǎn)業(yè)集群。

然而，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨雙重困境：關(guān)鍵材料尚未實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，核心技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施成為制約瓶頸;相關(guān)政策體系也缺乏可操作性的實(shí)施細(xì)則。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。目前，由科技部牽頭的氫能與可再生能源重點(diǎn)專項(xiàng)正由專家組進(jìn)行研究。邁入“氫能時代”，未來可期。

2018年，氫燃料電池的元年

11月15日，京津冀氫能產(chǎn)業(yè)集群的重要節(jié)點(diǎn)城市張家口，舉辦了首屆“中國·張家口氫能與可再生能源論壇”，“氫城”張家口，欲借助2022年冬奧會舉辦東風(fēng)，全面布局氫能產(chǎn)業(yè)。

11月9日，首屆“北京未來科學(xué)城氫能與燃料電池技術(shù)發(fā)展大會”在北京舉辦，在固液態(tài)儲運(yùn)氫技術(shù)、液氫技術(shù)、中高溫燃料電池技術(shù)三個領(lǐng)域，探索多場景應(yīng)用。

11月6日，第二屆全國“氫能周”在廣東佛山拉開帷幕，佛山積極布局未來十年氫能源產(chǎn)業(yè)，欲打造氫能產(chǎn)業(yè)“硅谷”，并規(guī)劃2030年實(shí)現(xiàn)千億產(chǎn)值。

10月23日，第三屆“國際氫能與燃料電池汽車大會”在江蘇如皋開幕，圍繞氫能基礎(chǔ)設(shè)施、燃料電池系統(tǒng)及關(guān)鍵零部件等主題，探討產(chǎn)業(yè)鏈全球合作問題。

這僅僅是過去一個月內(nèi)發(fā)生的事情。“氫能”引發(fā)的空前熱度，已讓產(chǎn)業(yè)界按捺不住跑步入場。

“氫能時代”的未來圖景

不久前在上海舉辦的首屆中國國際進(jìn)口博覽會上，海外車企巨頭關(guān)于能源技術(shù)的較量，已經(jīng)令汽油車只能“屈居二線”。在展臺上唱主角的，除了以寶馬、奧迪、特斯拉等為代表的電動汽車陣營，就是以豐田、現(xiàn)代、本田為代表的氫能源汽車陣營。

現(xiàn)代旗下的氫燃料電池車“NEXO”，已可以實(shí)現(xiàn)800公里續(xù)航里程、5分鐘極速快充，甚至可以實(shí)現(xiàn)零下30℃冷啟動;本田則展示了能夠制造和供給氫能源的小型智能加氫站“SHS”，這是全球首款集生產(chǎn)、儲藏、填充高壓氫氣為一體的加氫裝置。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至今年7月份，美國加州已運(yùn)行近5000輛燃料電池車、啟用35個民用加氫站;到今年1月份，日本燃料電池乘用車保有量約為2000輛，已建成超過100個加氫站，日本的家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)甚至使家庭有了自己的“發(fā)電站”和“供暖站”。

在我國，張家口公交集團(tuán)也運(yùn)營著74輛氫燃料電池大巴，占當(dāng)?shù)毓卉嚳倲?shù)的25%，一座24小時運(yùn)營的加氫站保障74輛大巴的運(yùn)行。

除了新能源汽車，發(fā)電、工業(yè)能源、建筑等同樣是氫能和燃料電池的重要應(yīng)用領(lǐng)域。國際氫能委員會近期在其官網(wǎng)宣稱，計劃到2030年實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)輸方式中100%使用氫燃料，實(shí)現(xiàn)“脫碳”。該組織預(yù)測，未來氫能的貢獻(xiàn)，發(fā)電占11.7%、交通占28.6%、工業(yè)能源占20.8%、建筑占14.3%、化工原料占24.6%。

車用氫能產(chǎn)業(yè)邁出實(shí)質(zhì)性步伐

面對這一發(fā)展趨勢，歐美日韓等地均在氫能基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面進(jìn)行了大規(guī)模的投入。第三屆國際氫能與燃料電池汽車大會上發(fā)布的《2017-2018中國氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展年度評價報告》顯示，美、日、法、韓多國將氫能和燃料電池發(fā)展提升到戰(zhàn)略層面——

美國積極支持燃料電池技術(shù)研發(fā)，今年以來能源部先后投入超過3000萬美元用于燃料電池項(xiàng)目，并提出建設(shè)“替代燃料運(yùn)輸走廊”;日本發(fā)布《氫能基本戰(zhàn)略》，提出到2030年實(shí)現(xiàn)氫燃料發(fā)電商業(yè)化，全民參與“氫能社會”建設(shè);法國發(fā)布國家氫能計劃，宣布投資1億歐元用于工業(yè)、交通等領(lǐng)域;韓國明確在2022年前投資2.6萬億韓元發(fā)展氫燃料電池車，正醞釀出臺國家氫能法案。

“全球管理咨詢公司麥肯錫研究的數(shù)據(jù)顯示，到2050年，燃料電池車將占全球所有車輛的20%到25%，并創(chuàng)造3000萬個就業(yè)機(jī)會，中國計劃到2030年部署100萬輛燃料電池汽車。”聯(lián)合國開發(fā)署駐華代表處國別主任文靄潔認(rèn)為，汽車和運(yùn)輸行業(yè)在創(chuàng)造氫經(jīng)濟(jì)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)方面，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

氫能產(chǎn)業(yè)化加速，進(jìn)入窗口期

我國油氣資源人均占有量極低，僅為世界平均水平的5.3%和7.7%。資源和環(huán)境壓力越來越大，油氣對外依存度不斷升高。順應(yīng)世界能源發(fā)展大勢，加快推動能源革命，走綠色低碳發(fā)展道路，才能從根本上保障國家能源長遠(yuǎn)安全。

中國工程院院士、中國汽車工程學(xué)會理事長李駿表示，中國的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)正在加速進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化窗口期。工信部、國家發(fā)改委、科技部去年聯(lián)合印發(fā)了《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，將燃料電池汽車列為重點(diǎn)支持領(lǐng)域。而根據(jù)我國《國家燃料電池發(fā)展路線圖》，到2030年，我國氫燃料電池車將進(jìn)入量產(chǎn)階段，建成加氫站1000座。

近年來，北京市科委累計支持氫能和燃料電池技術(shù)科研項(xiàng)目39個，投入市財政經(jīng)費(fèi)1.6億元;張家口正在加速建設(shè)地區(qū)氫能綜合利用產(chǎn)業(yè)體系，規(guī)劃的19座加氫站將覆蓋全市;如皋為主推動的“長三角氫走廊建設(shè)發(fā)展規(guī)劃”和“長三角氫經(jīng)濟(jì)一體化規(guī)劃”編制相關(guān)工作也正在進(jìn)行中……

挑戰(zhàn)，亟待技術(shù)突圍與上層設(shè)計

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，但在我國，仍有兩大發(fā)展困境亟待攻破。

一是技術(shù)和材料的短板。

“我國的氫能源燃料電池的催化劑、質(zhì)子交換膜以及炭紙等材料大都需要進(jìn)口，且多數(shù)為國外所壟斷，價格較高;關(guān)鍵組件制備工藝急需提升，膜電極、雙極板、空壓機(jī)、氫循環(huán)泵等與國外存在較大差距;相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，尤其在加氫站方面，目前日本已建成100座加氫站，歐洲和北美的加氫站規(guī)模也分別達(dá)139座和68座，我國僅有10座左右。”提及氫能發(fā)展中的短板，中國工程院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所衣寶廉院士頗為痛心。他表示，核心技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的制約瓶頸，都在增大燃料電池車的成本，應(yīng)盡快完善燃料電池發(fā)動機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈，同時實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料、電催化劑、質(zhì)子交換膜、MEA、雙極板等批量生產(chǎn)，為降低電堆成本和提高電堆一致性奠定基礎(chǔ)。

二是產(chǎn)業(yè)政策體系尚未形成。

國家有關(guān)規(guī)劃都從戰(zhàn)略層面將氫能產(chǎn)業(yè)納入其中，但尚未形成引領(lǐng)氫能和燃料電池發(fā)展的政策體系，缺乏具有操作性的實(shí)施細(xì)則。

全國政協(xié)副主席、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席萬鋼認(rèn)為，應(yīng)建立政府引導(dǎo)和推動企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，來攻克燃料電池電堆的核心技術(shù)，打通制氫，供氫、運(yùn)氫的全流程。

據(jù)了解，目前由科技部牽頭的氫能與可再生能源重點(diǎn)專項(xiàng)正由專家組進(jìn)行研究，聚焦膜電極、雙極板、高壓儲氫瓶、增壓機(jī)、制氫、儲氫等核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。科技部將與財政部、國家發(fā)改委、工信部、國家能源局、國家標(biāo)委等部門加強(qiáng)溝通，在政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等方面協(xié)同合作。