在日前閉幕的SNEC(2020)國際儲能和氫能及燃料電池工程技術大會暨展覽會上，中國工程院院士、中國可再生能源學會理事長譚天偉指出，我們目前正處于氫能發展的風口，氫能的平穩健康發展，將在能源結構調整、提高可再生能源使用效率、節能減排方面，發揮越來越重要的作用。
氫能被視為“21世紀的終極能源”，其開發與利用已成為新一輪世界能源變革的重要方向，在全球日益受到關注。其中，被稱作“綠氫”的可再生能源制氫，由于制備過程實現了“零碳排放”，符合世界發展潮流，也得到業界廣泛的認可。通過技術研發促進“綠氫”成本的下降，并推動全產業鏈的突破，是全球氫產業發展的共同愿景。
綠色氫能前景廣闊
“目前，氫能已經從研究開始進入商業化應用階段，”據譚天偉介紹，氫能發展已受到全球主要國家的高度重視，日本、韓國、歐盟已先后制定了國家氫能戰略，一方面，對氫能及燃料電池的研發給予特別的經費支持;另一方面，也為氫能的基礎設施建設和燃料電池汽車的商業化應用提供了多種政策支持。
譚天偉指出，我國一直大力支持氫能發展，在“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃中，就把氫能作為能源科技創新的重要方向，今年，《中華人民共和國能源法》明確將氫能列入能源體系。在國家政策引導下，國內多省市加快了氫能產業布局步伐，截至2019年12月，已有16個省市，33個城市發布了氫能燃料電池產業相關規劃或政策。
“我國可再生能源電解水制綠氫潛力巨大。”國家有色金屬新能源材料與制品工程技術研究中心主任蔣利軍表示，近年來，實行電力交易制和配額制后，由于波動性造成的“棄電”得到了有效控制，但與此同時，由于輸電能力限制所造成可再生能源資源得不到有效開發的“棄能”現象更應得到關注。他表示，通過高效電解水制氫和氫的低成本儲運，可以打通另一條有效開發可再生能源的途徑，變“棄能”為“氫能”，推動可再生能源資源富集地區的社會經濟發展。
綠氫是實現高比例可再生能源的重要支撐，也是實現交通運輸、發電、建筑等領域高度深度脫碳的最佳選擇。“通過提供一種長期的能源存儲方法，氫可以實現可再生電能在能源系統的大規模集成。”聯合國開發計劃署能源環境項目主任張衛東指出，氫能在能源轉型中扮演的角色，能夠實現能源體系從骨干到終端應用的脫碳。
尤其是交通運輸領域的“去碳化”，氫能發揮的作用更為明顯。在張衛東看來，當前全球的交通運輸行業幾乎完全依賴于化石燃料，并貢獻了20%以上的二氧化碳排放，而氫動力車輛以其高性能和快充便利性，將能夠補充動力電池汽車缺陷，并實現交通運輸行業的廣泛脫碳。
對于氫能參與交通領域的變革，中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高近日指出，面向汽車應用的氫能戰略應聚焦綠氫。他表示，燃料電池汽車合理性取決于氫能，氫能的合理性取決于可再生能源轉型中大規模能量儲存與多元化利用需求，主攻綠氫既突出重點又簡化問題，10%的可再生能源棄電可以滿足2025年燃料電池車用氫需求，50%的棄電可以滿足2035年燃料電池汽車用氫需求。
綠氫成本下降可期
發展可再生能源制氫，是解決可再生能源發展瓶頸的重要方向，通過“氫儲能”的開發，可以有效應對太陽能光伏、風能發電的間歇性和消納問題，與此同時，我國可再生能源資源十分豐富，可以為氫能制備提供了充足的能量來源。隨著可再生能源發電成本的大幅度降低，“綠氫”將逐漸成為主流。
蔣利軍表示，目前，可再生能源制氫成本約為6美元/干克，當這一成本降至2.6美元/千克時，就可以擁有競爭力。他預計，在5-10年內，可再生氫平均成本可以降至約2-3美元/千克，在條件最優地區將達到1-1.5美元/千克左右，和當前煤制氫成本相當。
其中，由于光伏技術的不斷提升和光伏發電成本的持續下降，光伏制氫被給予厚望。中國科學院院士、中國電力科學研究院名譽院長周孝信指出，氫和電力的關系十分緊密，通過可再生能源大規模制氫，氫能未來將成為能源系統中的重要組成部分。他表示，只需將光伏度電成本降到1毛錢，綠氫就可以代替煤制氫。
“太陽能光伏制氫是非常有前景的，”周孝信進一步介紹，目前，煤制氫成本約為1元/立方米，天然氣制氫成本約2元/立方米，當光伏電價為0.34元/kWh時，光伏制氫成本就能達到2元/立方米，與天然氣制氫持平，如果使用光伏電價達到0.1元/kWh，制氫成本甚至可以低于煤制氫。
根據IHS Markit近期的一項分析，十年內，可再生能源制氫將擁有成本競爭力。該機構指出，自2015年以來，生產綠氫的成本已經下降了50%，到2025年，得益于規模擴大和標準化生產，綠氫成本將繼續下降30%;到2030年，通過可再生能源電解水制氫，綠氫將比天然氣更具成本優勢。
“世界氫能成本的降低，一定要看中國。”張衛東表示，在全球可再生能源的發展歷程中，中國使光伏成本降低了90%以上，使風能成本降低了80%以上，如今，中國氫能和燃料電池產業的興起，正在決定性地推動著全球氫能產業的發展。
全產業鏈亟需突破
近年來，我國氫能產業得到快速發展，截至2019年底，國內氫燃料電池汽車保有量達到6000余輛，累計建成加氫站已有60座，不過，到目前為止，氫能發展仍處于起步階段，亟需全產業鏈的突破。對此，譚天偉指出，創新是推動氫能產業發展的重要動力，不同學科之間的交叉，不同技術的集成，是促進氫能盡快產業化的關鍵。
蔣利軍表示，經過多年發展，我國已經建立了以灰氫為主要氫源，以高壓氫為主要運輸載體，以燃料電池汽車為主要應用場景的氫能產業鏈。這一產業鏈具有良好的氫氣工業基礎，制儲氫技術成熟度較高，且延續了純電動汽車的政策和投資熱度。
但與此同時，產業鏈目前也存在著諸多問題。蔣利軍指出，灰氫依然存在著環境污染和二氧化碳排放問題，與發展氫能初衷仍有差距，應向藍氫和綠氫方向發展;高壓氫存在著較大的安全隱患和較高的能耗;燃料電池汽車僅是氫能應用的一部分，還應擴大再發電、建筑和工業上的應用。他表示，未來要構建以綠氫為氫源，以低壓氫為主要儲運載體，多應用場景的氫能產業鏈。
“氫能是新能源技術體系的組成部分。”歐陽明高認為，當前，氫燃料電池技術取得了一定程度的突破，但是氫能產業還沒有完全突破，未來需要全產業鏈走向成熟。其中，氫能儲能成本低，和儲電互補，且運儲方式靈活，是集中式可再生能源大規模、長周期儲存的最佳途徑。
對此，張衛東表示，制約氫能汽車發展的瓶頸并不是氫燃料電池，整個產業鏈的創新迫在眉睫。他指出，“氫能技術落后于燃料電池技術，因為成本偏高，效率偏低，需要全方位革新。”他預計，未來需要10年，才能讓新一代的高效低成本制氫、運氫、儲氫技術實現完全成熟。
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