大量社會資本、企業及研發團隊爭相介入氫能產業。蔣志海制圖

目前，我國已經有23個省區市發布了氫能規劃和指導意見。氫能產業園在全國遍地開花，眾多企業大舉進軍，越來越多人擔心，氫能發展似乎“過熱”了。

“與其說‘過熱’，不如說‘無序’。”在接受《中國科學報》采訪時，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直言，“在氫能發展的熱潮中，有蹭熱度的，有‘撈一把就跑’的，可謂魚龍混雜。”

“要切實防止氫能產業一哄而上、一松而散的現象。”在近日召開的“十四五”氫能產業發展論壇上，中國科學院院士徐冠華發出警示。

避免資源浪費

《中國氫能源及燃料電池產業白皮書2020》顯示，當前中國氫氣產能約每年4100萬噸，產量約3342萬噸，是世界第一產氫國。在2060年碳中和情景下，可再生能源制氫規模有望達到1億噸。

但徐冠華指出，氫能產業的發展要充分吸取國內風電、光伏以及新能源汽車發展的經驗和教訓，尤其是針對一些地方和部門分割、低端重復開發、資源和資金的浪費等現象，主管部門要首先著力加以解決。

“要讓氫能產業走向有序，需要通過政策的引導和標準規范的約束，讓‘撈一把就跑’的無機可乘，讓真正想做氫能的企業可以沉下心來，立足長期發展，真正將我國氫能產業做強做大。”蔣利軍表示。

在他看來，我國很多新興產業似乎都會經歷一個“怪圈”，發展初期會受到全社會關注，大量社會資本涌入，研發團隊爭相介入，但經過市場的大浪淘沙，不少企業紛紛倒下。“這一方面讓人覺得悲壯。另一方面也惋惜于社會資源的浪費。但最終留下來的企業就成了我國行業的代表，提高了我國的國際競爭力。”

氫能產業能否繞開這一“怪圈”，以更低的成本培育出更具競爭力的產業?蔣利軍認為這可能很難。

全國氫能標委會委員、國家能源集團北京低碳清潔能源研究院氫能技術開發部經理何廣利告訴《中國科學報》，“推動氫能產業的發展，最關鍵的不是大張旗鼓地宣揚將在哪兒投資建廠，而是應該考慮怎么把技術做上去，通過技術創新把成本降下來。”

“如果大家只是口號喊得很響，很容易引起政策制定部門的錯覺，從而做出錯誤的研判和決策。”何廣利對此十分擔憂。

但蔣利軍指出，從另一方面來看，“響”說明了社會的關注和重視，沒有一定的社會關注度和重視度，產業也很難發展起來。

關鍵技術亟待突破

徐冠華指出，目前中國氫能產業相關技術并不完善，產業發展還面臨諸多難題，不能因為政策扶持就倉促上馬，更不能因為遇到技術和產業難題就望而卻步、停滯不前、偃旗息鼓。

蔣利軍向記者列舉了4個亟待突破的關鍵技術。第一個就是當前我國堿性電解水制氫裝備能效偏低，純水制氫裝備可靠性差、成本偏高。

“雖然堿性電解水制氫裝備在成本上具有很大競爭力，但能效偏低，制1立方氫綜合能耗5~5.5度電，而國外可以控制在5度電以下。PEM純水制氫裝備與國外相比也有較大差距，我國仍沒有自主的MW級PEM制氫裝備，壽命缺乏長期考核，成本是堿水制氫的2~5倍。”蔣利軍解釋道。

二是高壓裝備可靠性差，成本偏高，90MPa氫壓縮機、加氫槍仍依賴進口;三是當前我國液氫液化能耗過高，產能過小，不具有經濟性。“液化1千克氫，能耗高達15~20度電，而國外可控制在11.5度電左右，因此需盡快發展單臺設備能力10噸以上的氫膨脹液化裝置。”蔣利軍說。

最后是我國運氫裝備與國外存在代際差距，他表示，“目前國外通用50MPa Ⅳ型瓶和液氫運氫，單車運氫1~3噸，而我國仍以20、30MPaⅠ型瓶運氫，單車運氫僅360~600公斤。”

如何突破這些技術瓶頸?蔣利軍認為，一方面要以產品為目標，組織一體化研發團隊，加強技術研發和市場應用。

“堿水制氫已有多年歷史，但研發投入少，技術進步緩慢;PEM制氫研發時間短，技術積累少，未得到長期考核，均應按照氫能高能效低成本的要求，以產品為目標，組織國內研發單位形成一體化研發團隊開展系統攻關，從基礎原材料、關鍵元部件、裝置、系統及示范應用方面全面布局，上下游協同，產學研用密切合作，以市場應用為最終考核指標，真正實現技術成果的市場化應用。”蔣利軍說。

另一方面，應制定鼓勵使用國產首臺套設備的配套政策，“給直接用戶提供財政補貼，使其愿意使用國產首臺套設備，推進國產設備在市場逐漸立足”。

標準制定缺乏數據支撐

完善科學的標準制定，是行業和企業有序發展的關鍵。

在多年的氫能標準制定工作中，何廣利發現了一些問題。“我國氫能產業的標準體系完善，但標準內容涵蓋不夠細致和具體，關鍵原因是缺乏足夠的基礎研究數據”。

“以加氫站為例，目前對安全距離(防火距離)的規定與國際主要國家的規定差別較大。但是，我國在這方面的基礎研究數據十分缺乏，沒有數據支撐就無法推動標準的改進。”何廣利說。

他還指出，目前我國加氫站建設缺乏詳細統一的驗收流程和評價標準，很多加氫站并不是嚴格意義上的加氫站。此外，加氫站的國家主管部門也亟待確定。

在何廣利看來，基礎研究數據匱乏與市場主體的遠見性有關。“在氫能產業沒有被高度關注前，很多企業不愿意投入研發資金;而當大家開始關注后，企業也不愿意在基礎研究方向投入太多，大多希望做能盡快見到經濟回報的項目”。

令何廣利欣慰的是，近日科技部發布了《國家重點研發計劃“信息光子技術”等“十四五”重點專項2021年度項目申報指南的通知》，氫能技術成為8項重點技術之一。“這是氫能技術首次被單列為一項重點技術，說明政府對氫能技術的重視度越來越高了。”

加強政策引導

中國工程院院士陳學東曾多次表示，“人類社會能源利用的總體趨勢就是一個‘去碳加氫’的過程。”

蔣利軍認為，氫能的綠色發展必須解決好存量與增量的關系。“目前我國氫氣產量為3342噸，但基本來自于煤和天然氣，也就是‘灰氫’，依然存在二氧化碳排放的問題。氫能的增量應主要來自于可再生能源的可再生氫，也就是‘綠氫’。”

在他看來，從經濟方面來看，“綠氫”相較于“灰氫”成本仍然偏高，還缺乏經濟競爭力，市場選擇將偏向“灰氫”，這就與發展氫能的初衷相悖。

對此，蔣利軍建議，對于存量的“灰氫”，政策上可以提出“灰氫”變“綠氫”的要求，并運用碳匯工具，提高“綠氫”的經濟競爭力;技術上可以通過CCUS方法，不排或少排二氧化碳，并將二氧化碳資源化利用。