幹勇：氫能如何改變我們的(de)未來(lái)

能源結構的(de)轉換和(hé / huò)優化有兩條路徑：一(yī / yì ／yí)是(shì)不(bù)可再生的(de)化石能源被可再生的(de)綠色能源替代；二是(shì)高碳向低碳過程的(de)過渡。目前氫能的(de)利用，特别是(shì)在(zài)汽車燃料電池上(shàng)實現了(le／liǎo)應用的(de)突破。氫燃料電池是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)移動式的(de)發電機，沒有熱循環，它就(jiù)可以(yǐ)把效率提到(dào)90%，發電效率非常高。氫怎麽變成電？氫的(de)發電機理不(bù)需要(yào / yāo)借助熱循環，而(ér)是(shì)氫在(zài)含鉑的(de)催化劑下放出(chū)兩個(gè)電子(zǐ)，形成電流。

國(guó)際氫能源委員會認爲(wéi / wèi)，21世紀人(rén)類要(yào / yāo)進入氫時(shí)代，預測2050年全球氫能源需求将增至目前的(de)10倍，同時(shí)2050年全球氫能産業鏈産值将超過2.5萬億美元。氫能的(de)使用，既可以(yǐ)每年減少幾十億噸二氧化碳的(de)排放，又可以(yǐ)形成巨大(dà)的(de)産業領域，提供幾千萬人(rén)的(de)就(jiù)業崗位。

氫除了(le／liǎo)在(zài)汽車上(shàng)應用以(yǐ)外，還可以(yǐ)應用在(zài)深海潛水、無人(rén)機、高速列車等設備上(shàng)，隻要(yào / yāo)是(shì)移動器件需要(yào / yāo)動力的(de)地(dì / de)方，氫燃料電池都可以(yǐ)應用。5G時(shí)代所有基站的(de)能源體系、供電系統也(yě)可以(yǐ)用氫。在(zài)生活中分布式發電方面，實際上(shàng)每家每戶都可以(yǐ)放一(yī / yì ／yí)個(gè)氫燃料電池的(de)發電小裝置，用來(lái)制冷制熱、發電供電，幾乎所有的(de)家用電器都可以(yǐ)利用它。另外，一(yī / yì ／yí)個(gè)氫氣管道(dào)進入家庭就(jiù)可以(yǐ)供給所有需要(yào / yāo)的(de)能源，非常高效便捷。

氫能源做的(de)燃料電池與锂動力電池相比較，锂動力電池在(zài)重載航空航天或者是(shì)大(dà)型移動器件上(shàng)作爲(wéi / wèi)主動力電源，它的(de)續航裏程不(bù)夠，能量密度也(yě)沒有氫燃料電池高。所以(yǐ)，像航空航天大(dà)功率的(de)這(zhè)種運輸工具，使用氫燃料電池是(shì)非常适合的(de)。

氫能既然有這(zhè)麽多優點，那麽使用氫存在(zài)危險嗎？任何燃料總是(shì)有一(yī / yì ／yí)定的(de)危險性，氫能作爲(wéi / wèi)燃料也(yě)不(bù)例外，但氫燃燒起來(lái)以(yǐ)後沒毒，不(bù)像有毒的(de)氣體會把人(rén)熏倒。在(zài)燃料的(de)爆炸性方面，氫的(de)擴散速度是(shì)汽油的(de)12倍，燃燒後會很快擴散開，可能一(yī / yì ／yí)下子(zǐ)一(yī / yì ／yí)股火蹿上(shàng)去，但是(shì)它不(bù)會引起其他(tā)更加嚴重的(de)後果。我們做了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)測試，在(zài)汽油和(hé / huò)氫燃料汽車分别燃燒着火的(de)條件下，氫一(yī / yì ／yí)燃燒，會冒一(yī / yì ／yí)股火上(shàng)去，但擴散很快，很少殃及汽車的(de)其他(tā)部位；而(ér)汽油來(lái)不(bù)及擴散，會蔓延燃燒其他(tā)地(dì / de)方，造成整輛車被燒毀。所以(yǐ)從安全性來(lái)說(shuō)，氫比汽油還稍微安全一(yī / yì ／yí)些。當然，氫既然是(shì)燃料，還是(shì)比較危險的(de)，特别是(shì)在(zài)開始的(de)推廣時(shí)期，比如19世紀用氧就(jiù)很危險，但等所有的(de)規則定好以(yǐ)後，大(dà)家就(jiù)可以(yǐ)比較安心使用了(le／liǎo)。所以(yǐ)氫系統的(de)建立就(jiù)要(yào / yāo)制定絕對安全的(de)氫運行規則，如果制定好制氫、運氫、加氫、儲氫的(de)規則标準，按照整個(gè)用氫規則來(lái)使用，危險就(jiù)能控制，安全性就(jiù)會大(dà)大(dà)提高。比如，氫能在(zài)日本應用比較廣泛，市場推廣方面也(yě)具有領先優勢，在(zài)日本不(bù)少加氫站和(hé / huò)加油站布局在(zài)一(yī / yì ／yí)起，隻有一(yī / yì ／yí)牆之(zhī)隔，旁邊就(jiù)是(shì)社區。可見，如果技術和(hé / huò)标準研發好、制定好，氫的(de)危險性就(jiù)會得到(dào)控制。

中國(guó)的(de)柴油車保有量約占現有汽車保有量的(de)9%，但在(zài)霧霾這(zhè)個(gè)問題上(shàng)它的(de)貢獻率很大(dà)。汽車的(de)尾氣排放對整個(gè)霧霾的(de)“貢獻率”大(dà)概是(shì)三分之(zhī)一(yī / yì ／yí)左右，其中柴油車大(dà)概占70%，這(zhè)個(gè)問題必須得到(dào)解決。柴油車在(zài)中國(guó)的(de)港口非常集中，以(yǐ)北方一(yī / yì ／yí)個(gè)工業城市爲(wéi / wèi)例，這(zhè)個(gè)地(dì / de)區的(de)物流量非常大(dà)，是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)重化工區，鋼的(de)産量非常大(dà)。一(yī / yì ／yí)噸鋼大(dà)概産生的(de)物流量是(shì)五六噸左右，用重型卡車從港口到(dào)鋼廠運輸最方便。這(zhè)裏200多萬輛汽車裏面，有将近20萬輛的(de)柴油車，排放量很大(dà)，污染比較嚴重，在(zài)這(zhè)個(gè)地(dì / de)方實行“柴改氫”，将會有效地(dì / de)減輕京津冀一(yī / yì ／yí)帶霧霾形成的(de)壓力。

從氫燃料電池本身的(de)特點來(lái)看，它适合于(yú)重載遠距離續航，可以(yǐ)在(zài)港口來(lái)回跑六百至一(yī / yì ／yí)千公裏，重載也(yě)沒有問題。柴油車比較密集的(de)港口容易布局加氫站，而(ér)且國(guó)内港口幾乎都是(shì)重化工地(dì / de)區，工業副産氫也(yě)很豐富。加之(zhī)港口一(yī / yì ／yí)般毗鄰大(dà)海，海上(shàng)運輸氫燃料來(lái)源也(yě)很容易。

可見，“柴改氫”可以(yǐ)先從港口的(de)柴油車啓動，沿着運輸路線去布局加氫站，統一(yī / yì ／yí)加氫，大(dà)量地(dì / de)密集地(dì / de)使用氫，形成規模效應，從而(ér)達到(dào)降低成本、提高效率的(de)目的(de)，以(yǐ)環境來(lái)驅動氫能和(hé / huò)氫燃料發展，這(zhè)樣才能進行商業化運營，而(ér)不(bù)是(shì)一(yī / yì ／yí)直虧損運營，依靠國(guó)家補貼，這(zhè)是(shì)非常有現實意義的(de)。所以(yǐ)，“柴改氫”代表了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種技術路線的(de)方向，尤其可以(yǐ)在(zài)港口的(de)重卡上(shàng)先進行。如果“柴改氫”這(zhè)條路走通了(le／liǎo)的(de)話，我們可以(yǐ)在(zài)港口城市建立示範點。比如，我們在(zài)京津冀地(dì / de)區先建立氫能的(de)利用體系，完全可以(yǐ)在(zài)很短的(de)時(shí)間之(zhī)内，把京津冀的(de)霧霾問題部分解決掉或者是(shì)根本解決掉。

截至2022年底，全球共有814座加氫站投入運營，歐洲、亞洲、北美仍是(shì)加氫站建設的(de)主要(yào / yāo)地(dì / de)區。世界主要(yào / yāo)發達國(guó)家都把氫能源的(de)發展利用提高到(dào)國(guó)家能源安全的(de)戰略高度。有數據顯示，截至2023年10月，我國(guó)氫燃料電池汽車累計銷售18197輛，累計建成加氫站417座，位居全球首位。據預測，到(dào)2030年，氫能産業産值将突破1萬億元；加氫站數量達到(dào)1000座，燃料電池車輛保有量達到(dào)200萬輛。我國(guó)氫能源産業發展有着怎樣的(de)布局？又面臨哪些挑戰呢？

我國(guó)氫能發展的(de)優勢比較明顯。首先是(shì)國(guó)家高度重視氫能源産業發展，《國(guó)家中長期科學和(hé / huò)技術發展規劃綱要(yào / yāo)（2006—2020年）》就(jiù)對氫能和(hé / huò)氫燃料電池進行了(le／liǎo)規劃；後來(lái)《中國(guó)制造2025》節能與新能源汽車路線圖，也(yě)把氫能源和(hé / huò)燃料電池汽車作爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)個(gè)主要(yào / yāo)發展方向；2016年國(guó)家發展改革委、國(guó)家能源局聯合印發了(le／liǎo)《能源技術革命創新行動計劃（2016—2030年）》，提出(chū)要(yào / yāo)加大(dà)氫能和(hé / huò)燃料電池的(de)應用；特别是(shì)2019年《政府工作報告》明确提出(chū)要(yào / yāo)推動充電、加氫等設施建設。當前整個(gè)氫能和(hé / huò)氫燃料電池汽車的(de)應用掀起了(le／liǎo)高潮，在(zài)北京、上(shàng)海、天津，包括湖北、重慶、浙江、廣東等都開始了(le／liǎo)汽車氫燃料電池的(de)研發和(hé / huò)商業化運行。實際上(shàng)，我國(guó)制氫的(de)工業基礎還是(shì)很雄厚的(de)，制氫能力在(zài)全世界也(yě)是(shì)排在(zài)最前面。在(zài)氫還沒有作爲(wéi / wèi)重要(yào / yāo)能源的(de)時(shí)候，它作爲(wéi / wèi)催化劑、還原劑被大(dà)量應用。比如合成氨煉油加氫，每年産量在(zài)2000萬噸以(yǐ)上(shàng)。總之(zhī)，我國(guó)未來(lái)開發氫氣潛力巨大(dà)、市場巨大(dà)，我們的(de)商業用車、港口用的(de)卡車、物流車，以(yǐ)及我們的(de)乘用車，數量加起來(lái)都是(shì)很大(dà)的(de)，而(ér)且應用場景會越來(lái)越多。

多地(dì / de)競相發展氫能源。我國(guó)氫能産業全産業鏈已初步打通，氫能産業布局明顯提速。燃料電池汽車作爲(wéi / wèi)氫能産業發展的(de)重要(yào / yāo)方面，未來(lái)兩三年有望迎來(lái)爆發式增長。國(guó)家發展改革委、國(guó)家能源局聯合出(chū)台《氫能産業發展中長期規劃（2021—2035年）》，爲(wéi / wèi)我國(guó)氫能産業中長期發展描繪了(le／liǎo)藍圖。各地(dì / de)方也(yě)紛紛搶占氫能發展制高點，産業布局呈遍地(dì / de)開花之(zhī)勢。現在(zài)已經有20多個(gè)省市做了(le／liǎo)氫能的(de)發展規劃和(hé / huò)氫燃料汽車的(de)發展規劃，而(ér)且已經形成了(le／liǎo)華東、華中、華南、華北、東北、西南等氫能和(hé / huò)氫燃料電池汽車的(de)産業群，湧現出(chū)像上(shàng)海、如臯、佛山、張家口、武漢等一(yī / yì ／yí)些有代表性的(de)城市。各地(dì / de)方政府相繼發布涉氫的(de)政策，構建了(le／liǎo)涵蓋科技創新、應用示範、基礎設施、産業布局等各個(gè)環節的(de)政策體系。如北京2021年就(jiù)發布了(le／liǎo)《北京市氫能産業發展實施方案（2021—2025年）》，對産業的(de)發展起到(dào)積極的(de)引導和(hé / huò)推動作用。北京冬奧會期間，上(shàng)千輛氫燃料電池汽車服務保障冬奧，實現全球最大(dà)規模的(de)示範應用。還有河北唐山出(chū)台了(le／liǎo)氫能産業發展的(de)實施方案，其中提出(chū)力争到(dào)2025年，建成加氫站30座，氫燃料電池汽車運營數量力争達到(dào)2500輛，氫能産業營業收入達到(dào)200億元。江蘇的(de)如臯，是(shì)“聯合國(guó)氫經濟示範城市”。還有，山東提出(chū)了(le／liǎo)建立氫谷的(de)概念，而(ér)且制定了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)總體規劃，等等。

目前我國(guó)氫能産業發展前景廣闊，但要(yào / yāo)實現快速健康發展需要(yào / yāo)改變氫能生産主要(yào / yāo)依賴化石能源、清潔能源制氫和(hé / huò)氫作爲(wéi / wèi)能源利用規模還比較小的(de)現狀。需要(yào / yāo)攻克質子(zǐ)交換膜組、發動機、傳感器等氫核心産品技術難點，并且要(yào / yāo)解決氫氣輸送網絡系統不(bù)成熟，商用化應用不(bù)足等現實問題。

推進氫能全産業鏈發展，布局氫能産業示範區。在(zài)氫能的(de)利用上(shàng)千萬不(bù)能先車後氫，應該氫體系先行，至少是(shì)車和(hé / huò)氫要(yào / yāo)同步，這(zhè)樣可以(yǐ)有力地(dì / de)推動燃料電池和(hé / huò)燃料電池汽車的(de)發展，否則欲速則不(bù)達。因爲(wéi / wèi)氫能産業鏈長，它橫跨能源、化工諸多領域，氫體系也(yě)很複雜，所以(yǐ)推進氫全産業鏈發展，要(yào / yāo)以(yǐ)企業爲(wéi / wèi)主體，以(yǐ)資本爲(wéi / wèi)紐帶，集中國(guó)内優勢單位把團隊力量做大(dà)做強，然後把氫體系全産業鏈的(de)規劃做出(chū)來(lái)，打造好氫燃料電池汽車發展中的(de)氫能供應體系，做到(dào)有序發展。各地(dì / de)要(yào / yāo)根據地(dì / de)方特色、能源禀賦、環境條件、技術能力來(lái)規範每個(gè)地(dì / de)區氫能發展的(de)布局、方向和(hé / huò)規劃。

建立氫能國(guó)家重大(dà)專項，開創氫能重卡時(shí)代。通過設立國(guó)家重大(dà)專項來(lái)解決産業鏈中的(de)重大(dà)技術裝備和(hé / huò)工程問題。重型柴油車密集的(de)港口國(guó)内有很多，從張家港、黃骅港、連雲港到(dào)青島港都是(shì)重化工聚集地(dì / de)區。這(zhè)些柴油車密集的(de)港口地(dì / de)區，可以(yǐ)開創氫能的(de)重卡時(shí)代，首先啓動氫系統的(de)建立和(hé / huò)重卡氫燃料車的(de)試運行。

充分利用廢棄電力，降低制氫成本。這(zhè)些年，我國(guó)的(de)風電、核電、光伏電池、水電、生物質能源等發展都很快。特别是(shì)風電和(hé / huò)光伏發電，我國(guó)都是(shì)全球裝機容量和(hé / huò)發電量最大(dà)的(de)，但由于(yú)風電、光電不(bù)穩定，并入國(guó)家電網比較困難，導緻我國(guó)的(de)棄風、棄水、棄光現象也(yě)很嚴重。如果把每年近1000億度的(de)棄電用來(lái)制氫，成本就(jiù)會降低。

因此，在(zài)制定整個(gè)氫能發展的(de)國(guó)家戰略中，要(yào / yāo)利用好現在(zài)棄光、棄風、棄水這(zhè)1000億度電，包括優先利用好1000萬噸工業副産氫，這(zhè)“兩個(gè)1000”我們要(yào / yāo)用好。同時(shí)，在(zài)重型柴油車密集的(de)港口地(dì / de)區，從物流或重卡起步，以(yǐ)建立氫能體系爲(wéi / wèi)基礎，解決當前的(de)霧霾或環境緊迫問題。當然，我們也(yě)要(yào / yāo)加快研發好氫燃料電池，把成本降下來(lái)、功率提上(shàng)去，提高運行質量。

中國(guó)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)工業化進程速度非常快的(de)國(guó)家，建立高效合理的(de)氫能源體系，對促進可再生能源的(de)利用，改善人(rén)類的(de)居住環境和(hé / huò)提高生活質量，非常重要(yào / yāo)。氫系統建立和(hé / huò)完善後，我們的(de)電網會更加智能、更加高效、更加合理、更加節能。當下，我們要(yào / yāo)以(yǐ)推動氫能重卡時(shí)代爲(wéi / wèi)代表，把我們的(de)氫能和(hé / huò)氫燃料電池的(de)事業産業往前發展，用來(lái)支撐我們制造強國(guó)建設。