寫稿
投稿
由二氧化碳等溫室氣體排放引起的全球氣候變化已經成為本世紀人類面臨的最大挑戰之一。在《巴黎協議》的框架下，到本世紀中葉實現碳中和是全球應對氣候變化的最根本的舉措。
而中國的碳達峰、碳中和承諾是全球應對氣候變化進程中的一項有里程碑意義的事件，也開啟了中國以碳中和目標驅動整個能源系統、經濟系統和科技創新系統全面向綠色轉型的新時代。作為以煤炭、石油為主要燃料的世界第一碳排放大國，我國要在10年內實現碳排放達峰、40年內實現碳中和是十分艱巨的，過程中會有許多困難和挑戰，但同時會帶來科技創新、能源和經濟轉型的重大機遇。而在眾多產業中，氫能在存儲、消納新能源，實現碳中和的過程中將起到重要作用，這一目標將新能源和氫能緊密地聯系到了一起。
在3月16日召開的“第六屆中國能源發展與創新論壇”上，展開了一場以“‘碳中和’目標與電氫體系展望”為主題的深層次探討，來自國家發改委、國家能源局和吉林、河北、河南等地方政府代表，以及來自國電投、中國石化、三峽新能源、水利總院、清華大學等機構的行業專家、學者和企業代表紛紛為氫能發聲助力，一致認為新能源發電與氫能相結合能夠打破電網平衡對新能源發電承載能力的局限，可基本滿足社會各行業不同形式的能源需求，對于促進我國能源體系的清潔轉型，大氣環境治理、能源保障安全、南北地區經濟平衡發展，以及推動能源科技創新，提升國際競爭力都具有重大意義。
發展綠氫是推動能源體系綠色低碳轉型的路徑之一
氫能作為清潔、高效、安全、可持續的二次能源，可為化工、冶煉、動力燃料、儲能、建筑等傳統工業提供深度脫碳。以太陽能光伏、風電、水電等各種可再生能源發電制取的綠氫是可能取代傳統化石能源的終極能源：綠氫的制備從源頭上杜絕了碳排放，且在終端應用中，綠氫對汽油、傳統工業原料、熱源等的替代能夠實現應用端的零排放。
未來，傳統的化石能源制氫隨著碳稅、碳排放提高，成本將逐漸增加，而可再生能源和綠氫的成本隨著技術進一步的發展和產業的逐步完善，成本將進一步下降。未來綠氫供給將逐漸成為主流，預計到2030年，綠氫成本將比化石能源制氫更有競爭力，屆時綠氫供應占氫能總比重將提升至15%左右。
中國氫能需求展望
根據氫促會初步研判，在燃料電池汽車示范城市政策的推動下，預期到“十四五”末，氫能產業鏈各環節的關鍵技術、材料、部件的研發、制造將基本實現自主可控，生產經營成本大幅度下降。同時，隨著新能源技術的發展，綠氫成本也將大幅下降，加上碳排放約束政策（如碳稅征收）的出臺實施，綠氫競爭力將大幅提升，國內基礎設施建設、法規政策也將進一步健全，氫能產業具備規模化發展條件。預計到2030年，我國氫能供應總量在國內能源供應體系中占比將達到5.5%左右，將產生至少1.8億噸/年的碳減排效應，極大地助力碳達峰目標的實現，推動我國能源體系的高質量發展。
氫能產業的進步，是實現新能源快速發展的最好支撐
當前，我國新能源產業發展迅速，但可再生能源分布并不均勻，人口密集城市的能源需求大，風光等可再生資源稀缺，而資源豐富的“三北”地區資源豐富，但是受制于人口稀少，無法消納，如何將能源從西北地區轉移到東南地區，是幾十年來國內能源行業持續攻關的難題。且由于可再生能源的波動性，風電和光伏的大規模發展需要大容量儲能技術和氫能技術與之相匹配，通過新能源發電離網制氫，不僅可解決新能源固有的不穩定性問題，還可通過氫儲運，實現規模化儲能、跨地域能源運輸。同時，綠氫的快速功率調制特性可增加電網安全穩定性，氫的儲能特性更能起到“削峰平谷”作用，打破了可再生能源的發展瓶頸。未來電能和氫能將共同作為綠色能源的終端形態，電氫能源體系將成為構建現代能源體系的途徑之一。
新能源產業的發展，將推動氫能產業技術創新
從目前國內風電光伏的建設節奏來看，2021-2030年，我國將迎來風電與光伏大規模建設高峰，每年新增風電和光伏裝機容量將超過12000萬千瓦，同時隨著裝機規模擴大，風電光伏發電成本還將繼續下降。光伏和風電的全產業鏈創新和降低成本是未來實現可再生能源發電高速增長的最重要驅動力，隨著更大規模的低成本的可再生能源發電供給，可再生能源制氫也將變得更加經濟可行，使很多很難電氣化的工業領域實現碳中和成為可能。
2020-2050多種制氫技術的成本對比
制氫方面，在電解槽等核心零部件逐步實現自主化和規模化的推進下，預計到2030年，制氫電解槽安裝成本將下降至2000元/千瓦時以下，PEM電解槽下降至1萬元/千瓦時以下，同時生產每公斤氫氣耗電量將降至50千瓦時以下。隨著新能源發電成本的下降，氫能產業技術的發展和應用規模的不斷擴大，可再生能源制取綠氫的綜合成本下降幅度和速度將遠超預期，預計到2030年，將逐步降至15元/kg左右，經濟性不斷凸顯。
氫能產業的發展，將有效推動重點能源領域突破和創新發展
發展氫能將加快以清潔能源為主的多元能源供給系統向其他行業滲透，推動以煤炭、油氣、電力、集中式資源供給，向集中式與“分散式”并重發展；催生氫能社區、氫能電站、能源互聯網等新產品、新業態；發展氫能還可以帶動能源科技創新，對我國高端裝備制造、汽車、鐵路、船舶、航空航天、無人機等產業的創新發展，都具有重大戰略意義。
例如鋼鐵行業，占全國碳排放的比重約16%，未來鋼鐵行業可利用氫能代替煤炭作為高爐煉鋼的還原劑，并且將生供能過程電氣化；氫能應用在重卡、長距離航空和船運領域，氫燃料電池具備零排放、續航里程長、加氫時間短等優點，可助力交通、海運和航空領域的低碳技術創新。
新能源和氫能兩大產業的興起，為實現國家從以化石能源為主導，向以可再生能源為主導轉型的目標，為解決碳減排創造了兩大先決條件：上游有了以光電、風電為主的充足的可再生能源，下游有了可以大幅度消納可再生能源的氫能產業。可再生能源和氫能將成為支撐我國國民經濟發展的兩大新興支柱產業，兩個產業攜手發展已經成為國家發展的需要，成為歷史的必然。
氫能“理想變成現實”之年已到來
近年來，我國氫能產業呈現爆發式發展，關鍵技術不斷突破，裝備國產化進程持續加快，但氫能產業總體尚處于試點示范、市場推廣階段。未來的三到五年將是我國氫能規模化、自主化發展的關鍵時期，產業應加大自主創新力度，圍繞氫能全產業鏈產學研聯合攻關，探索并推動氫能從制取、儲運到應用全產業鏈技術提升和突破，盡快趕超國際先進水平。
在業內看來，2021年將是中國氫能產業“理想變成現實”之年：國內首批燃料電池汽車示范城市群名單即將出爐，勢必將推動國內氫能產業鏈協同發展；隨著產業和資本市場產生雙重發酵，國內外氫能產業投資正加速聚集；地方政府和央企在氫能產業的布局也不斷加快落地。
今年，中國產業發展促進會氫能分會將配合有關部委，在適當地區推動可再生能源制氫示范、“氫能進萬家”示范社區等項目，開展“中國氫能展望2030”項目研究，同時加快氫能標準體系建設，圍繞行業發展重點難點，積極扎實地推進工作開展，致力于我國氫能事業的發展和進步。
