中國儲能網(wǎng)訊：12月8日，2021聯(lián)合國開發(fā)計劃署氫能產(chǎn)業(yè)大會院士論壇在佛山市南海區(qū)舉行。會上，多名院士、專家圍繞“雙碳”目標(biāo)下氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)遇進(jìn)行主題演講。
2020年，“雙碳”目標(biāo)被正式提出，成為基于我國推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和實現(xiàn)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，也為我國應(yīng)對氣候變化、綠色低碳發(fā)展明確了方向。今年以來，“雙碳”成為熱詞，全國各地、各行業(yè)都積極地參與到“雙碳”目標(biāo)的探索和試點中。在積極應(yīng)對氣候變化、推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型背景下，中國氫能產(chǎn)業(yè)迎來全新的發(fā)展機(jī)遇。
與會專家表示，氫能是構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的重要組成部分，在踐行“雙碳”目標(biāo)這一歷史使命中承擔(dān)著重要作用。我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，但仍面臨成本高、儲運(yùn)難等問題，未來需加大力度實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)攻克，還應(yīng)推動產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向的政產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，充分發(fā)揮我國氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈、多層級、工程化驗證過程密切配合的巨大優(yōu)勢。
氫能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展
“中國的‘雙碳’目標(biāo)，實質(zhì)是二氧化碳減排，而我們國家要用全球最短的時間，減少總量最大的二氧化碳排放量，這個任務(wù)極為艱巨?！敝袊茖W(xué)院院士、西安交通大學(xué)教授、動力工程多相流國家重點實驗室主任郭烈錦表示。
中國的二氧化碳排放量長期位居第一，每年排放量都在100億噸以上，與第二、三名拉開斷層差距。
我國二氧化碳排放的主要來源，第一是工業(yè)領(lǐng)域，即終端用能和生產(chǎn)過程用能，總排放量在50億噸以上。其次是發(fā)電領(lǐng)域，排放量在40億噸以上，隨后是建筑領(lǐng)域和交通領(lǐng)域，總排放量均接近10億噸。
郭烈錦表示，實現(xiàn)減排有兩個思路，一是轉(zhuǎn)變終端用能的產(chǎn)業(yè)工藝過程，二是提高可再生能源在一次能源中的占比。
由此可見，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是踐行“雙碳”目標(biāo)的有效途徑?！半p碳”目標(biāo)下，中國氫能產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展“春風(fēng)”。
《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》顯示，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，我國氫氣年需求量將從目前的3342萬噸增至2060年的1.3億噸左右，在終端能源體系中占比達(dá)到20%。氫能供給結(jié)構(gòu)從化石能源為主的非低碳?xì)渲鸩竭^渡到以可再生能源為主的清潔氫，并將提供80%氫能需求。
氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展可以預(yù)期。加拿大工程院院士、廣州大學(xué)教授、鴻基創(chuàng)能副董事長兼首席技術(shù)官葉思宇表示，在“雙碳”目標(biāo)下，氫能和燃料電池能起到的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止在交通領(lǐng)域，在工業(yè)、發(fā)電、民用等領(lǐng)域都大有可為?！皻淠芎腿剂想姵刈鳛橐惑w，是未來能源技術(shù)革命的重要創(chuàng)新行動之一，在減排和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中起著重要作用。”
探尋技術(shù)進(jìn)步最佳路徑
不可否認(rèn)的是，我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于成長期、積累期，還存在很多亟待解決的問題。氫能的產(chǎn)業(yè)鏈很長，從氫氣的制取、儲存、運(yùn)輸、供應(yīng)到終端的應(yīng)用每一個關(guān)卡都將面臨挑戰(zhàn)。
由于我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整還未達(dá)到目標(biāo)，意味著未來很長一段時間仍需很大程度依賴于煤、油、氣，無法完全實現(xiàn)綠色制氫是中國面臨的挑戰(zhàn)之一。
中國科學(xué)院院士、中國石油大學(xué)（北京）化學(xué)工程與環(huán)境學(xué)院教授徐春明表示，在短期內(nèi)，中國還不能完全寄托在全綠氫上，煤制氫依然會持續(xù)一段時間?！拔覀兊哪茉唇Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致我們依附煤的慣性很大，煤制氫能解決我們短時間內(nèi)快速增長的用氫需求。但從長遠(yuǎn)考慮，我們還是會仰仗電解水制氫。”
郭烈錦表示，客觀來說，可再生能源制取綠氫依然面臨著巨大挑戰(zhàn)，效率相對較低，成本還是很高，要實現(xiàn)真正的低成本、大規(guī)模的可再生能源制氫，還需要在核心關(guān)鍵技術(shù)上進(jìn)行攻關(guān)和科普，特別是在推動大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的過程中，很多地緣的政策還需要進(jìn)一步思考。
以氫氣發(fā)電的燃料電池產(chǎn)業(yè)也站上了“風(fēng)口”。與會專家表示，除制氫和儲氫外，燃料電池的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化也是需要重點突破的方向，這是公認(rèn)的“卡脖子”環(huán)節(jié)。
2021年9月，國家五部委發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，明確了未來對氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈的補(bǔ)貼原則和框架。今年8月，首批燃料電池示范城市群落地，包括上海、廣東以及京津冀城市群等，為氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)化打響“發(fā)令槍”。
在產(chǎn)業(yè)化過程中，燃料電池成本難以降低成為其最大的掣肘。葉思宇介紹，由于目前商業(yè)化的燃料電池基本上是使用基于白金的催化劑，貴重金屬的使用加上其他的燃料電池關(guān)鍵材料，由于規(guī)模化的效應(yīng)相對比較低，所以膜電極及其關(guān)鍵材料在燃料電池電堆所占的成本非常高，也導(dǎo)致了燃料電池成本難以降低。“某種意義上，膜電極成本進(jìn)一步下降是保證燃料電池規(guī)?；瘜崿F(xiàn)的一個最重要的因素?！?
如何應(yīng)對氫能燃料電池嚴(yán)峻的成本挑戰(zhàn)，實現(xiàn)燃料電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化？
葉思宇表示，規(guī)?；瓦M(jìn)一步的技術(shù)進(jìn)步，以及全產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展將帶來成本的迅速下降。他認(rèn)為，燃料電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化依賴于大學(xué)研究所與企業(yè)界的緊密合作。
“產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向的政產(chǎn)學(xué)研用的緊密結(jié)合是促進(jìn)燃料電池持續(xù)技術(shù)進(jìn)步的最佳路徑，現(xiàn)在的燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈、多層級、工程化驗證過程的密切配合，是我國研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的巨大優(yōu)勢?！比~思宇說。
