能源革命，“氫”裝上陣

　　汽車發(fā)動機不“喝油”了，給車“加油”以后稱為“加氣”了，只花三分鐘“加氣”車就可以續(xù)航五六百公里了，汽車尾氣不存在了，改成排水了；冬季供熱不靠鍋爐或燒天然氣了；重工業(yè)動力來源徹底告別黑煤球了；人造衛(wèi)星只需要帶一桶水即可實現(xiàn)星際遨游了……筆者近日到訪國家電投集團氫能科技發(fā)展有限公司時，張銀廣總經(jīng)理描繪了這樣一幅未來世界的圖景。

　　聽完張銀廣總經(jīng)理的介紹，第一感受就是，這不就是《小靈通漫游未來》里的美麗新世界么！

　　傳統(tǒng)能源逐漸退出歷史舞臺，氫能和燃料電池將成為新興能源，能源變革已經(jīng)來臨。全社會“綠色、低碳、高效”發(fā)展，環(huán)境很美麗，經(jīng)濟指標很美麗，人們的心情更美麗！

　　面向未來的新興能源

　　氫，在元素周期表中位列第一，是所有原子中最小的。氫也是宇宙中分布最廣泛的物質，宇宙質量的75%都是氫。

　　相較于化石能源，氫能的優(yōu)勢和特點，非常顯著。首先，來源廣泛。氫既可以借助傳統(tǒng)化石能源如煤炭、石油、天然氣等用低碳化技術制取，也可以通過風、光、水等可再生能源制備。第二，能量密度高。除核燃料外，氫的能量密度是所有燃料中最高的。氫的能量密度是液化石油氣的2.5倍、汽油的3倍、鋰電池的40倍。第三，能量轉化率高。以氫作為原料的燃料電池可以輕松達到50%以上的能量轉化效率，而內燃機卻難以突破40%的門檻。第四，清潔?？裳h(huán)利用，氫氣無色、無味、無毒，燃燒生成水，是可循環(huán)使用的清潔能源。第五，利用形式多樣。可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動機中產(chǎn)生機械功，用氫代替煤和石油，不需對現(xiàn)有技術裝備作重大改造。同時，又可以作為能源材料用于燃料電池直接產(chǎn)生電能，為燃料電池車、分布式發(fā)電設施提供動力。第七，可儲能?？梢詫崿F(xiàn)持續(xù)供應、遠距離輸送。第八，安全性高。據(jù)美國化學工業(yè)學會DIPPR綜合風險評估，氫能的危險性排在汽油、丙烷、甲烷之后，也就是說，多種能源按照危險性排序是這樣的：汽油＞丙烷（天然氣）＞甲烷＞氫氣。

　　氫如果成為重要能源的話，將會為我們的生活帶來革命性的變化。氫能的發(fā)展，意義重大，不僅關系到國家能源安全，關系到環(huán)境保護，同時也關系到經(jīng)濟發(fā)展；氫能的發(fā)展將影響整個工業(yè)體系的重構，帶動很多新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展……也正因為氫能極其重要，在達沃斯論壇、G20峰會、G20能源部長會議上，與會政要均意識到，氫能產(chǎn)業(yè)將會是未來世界經(jīng)濟復蘇的引擎，人類已經(jīng)開始邁向“氫經(jīng)濟時代”。

　　抓緊布局，搶占先機

　　目前，多國政府出臺了氫能發(fā)展戰(zhàn)略路線圖。日本近年發(fā)布了一系列激勵政策，并在氫燃料電池領域取得了超1500件專利。2017年，寶馬、奔馳、通用汽車已開始商業(yè)化發(fā)展氫燃料電池汽車。

　　我國也將氫能利用作為未來能源發(fā)展的重要一環(huán)：

　　2016年3月，我國《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》提出，把可再生能源制氫、氫能與燃料電池技術創(chuàng)新作為重點任務；把氫的制取、儲運及加氫站等方面的研發(fā)與攻關、燃料電池分布式發(fā)電等作為氫能與燃料電池技術創(chuàng)新的戰(zhàn)略方向；把大規(guī)模制氫技術、分布式制氫技術、氫氣儲運技術、氫能燃料電池技術等列為創(chuàng)新行動。

　　2017年6月，科技部和交通運輸部出臺的《“十三五”交通領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》明確提出，推進氫氣儲運技術發(fā)展，加氫站建設和燃料電池汽車規(guī)模示范，形成較完整的加氫設施配套技術與標準體系。

　　在國家政策的大力支持下，國內氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐明顯加快，多地表現(xiàn)出強烈的發(fā)展積極性。

　　2018年2月，中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立。作為一家定位于跨學科、跨行業(yè)、跨部門的國家級氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，它的成立意味著氫能產(chǎn)業(yè)將在我國能源戰(zhàn)略中布下重要一子。

　　2019年6月，《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》對外發(fā)布。這對于該產(chǎn)業(yè)來說，是一件里程碑式的事件。白皮書指出，氫能將成為中國未來能源體系的重要組成部分，預計到2050年氫能在中國能源體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬噸，年經(jīng)濟產(chǎn)值超過10萬億元。

　　白皮書系統(tǒng)研究了氫能在我國現(xiàn)代能源體系建設中的定位，展示了氫能及燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，提出了近中遠期我國氫能及燃料電池的發(fā)展目標和行動倡議。白皮書指出，近年來，中國氫能及燃料產(chǎn)業(yè)加速布局，雖然與發(fā)達國家相比，中國在氫能自主技術研發(fā)、裝備制造、基礎建設方面仍有一定差距，但產(chǎn)業(yè)化態(tài)勢全球領先。目前中國的氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)基礎設施薄弱，有待集中突破。

　　作為國家能源行業(yè)的龍頭企業(yè)，國家電投，早在2016年就開始對氫能給予了關注，積極推進氫能生產(chǎn)供應體系建設，穩(wěn)步推進氫能示范應用基地建設，建設氫能利用全產(chǎn)業(yè)鏈。為了將自身打造成為氫能產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展服務商、氫燃料電池先進自主技術引領者、國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動者，近年來，國家電投采取了一系列有力舉措：

　　制定戰(zhàn)略規(guī)劃，成立氫能工程領導小組，氫能產(chǎn)業(yè)投資中心，牽頭建立氫能發(fā)展基金并引入外部創(chuàng)投資金，貫徹落實創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略。布局核心技術研發(fā)，建成氫燃料電池研發(fā)實驗室，取得氫燃料電池開發(fā)領域重大突破，完成燃料電池原理樣堆開發(fā)，實現(xiàn)核心原材料關鍵技術自主化，性能指標處于國內領先水平，部分性能指標達到世界領先水平。促進應用研究，組建氫能科技發(fā)展公司，推進氫燃料電池開發(fā)及中試線建設，完成大功率電堆系統(tǒng)開發(fā)及實驗室綜合測試。

　　據(jù)介紹，目前燃料電池的基本核心技術均已攻克，催化劑、質子交換膜、膜電極、雙極板、百-千瓦級電堆、系統(tǒng)，均可實現(xiàn)國產(chǎn)；天然氣摻氫示范項目、制氫加氫站建設及氫能綜合利用示范項目、北京冬奧會1000輛氫能公交車交通示范項目，均在穩(wěn)步推進；完成了100千瓦級氫燃料電堆組裝，并已于日前在寧波裝車試運行；氫燃料動力系統(tǒng)在中國商飛無人機“靈雀H”上已經(jīng)試飛成功……國家電投計劃于2020年實現(xiàn)氫燃料電池技術的產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)低碳交通、甚至零碳交通的愿景，助力中國步入氫能交通時代。

　　關系國家能源安全

　　根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》公布的總體目標，未來，氫能將成為中國能源體系的重要組成部分，預計到2050年氫能在中國能源體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬噸，年經(jīng)濟產(chǎn)值超過10萬億元，交通運輸、工業(yè)等領域將實現(xiàn)氫能普及應用，燃料電池車產(chǎn)量達到520萬輛/年，固定式發(fā)電裝置2萬臺套/年，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能550萬臺套/年。按照此目標，屆時中國可減排約7億噸二氧化碳，可累計拉動33萬億元經(jīng)濟產(chǎn)值，且預計2050年平均制氫成本不高于10元/公斤。

　　其實，發(fā)展氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)的意義，戰(zhàn)略價值要遠遠高于上述這些數(shù)字所代來的經(jīng)濟價值。

　　從國家能源戰(zhàn)略角度，我國應逐步將氫能納入國家能源管理體系，加快頂層設計，制定氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展規(guī)劃與行動方案；要持續(xù)加強科技創(chuàng)新，引領氫能燃料電池技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展；同時推動燃料電池裝備制造業(yè)發(fā)展和氫能配套基礎設施建設。

　　國家電投也正是因為充分意識到這一點，才在央企中率先成立氫能公司，積極布局氫能發(fā)展。正如國家電投錢智民董事長指出的那樣，接下來，國家電投要積極整合國內外產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質資源，開展核心技術研發(fā)，打造包含測試、生產(chǎn)制造、氫能供應、整車示范等環(huán)節(jié)在內的氫能發(fā)展模式；同時，還將開放創(chuàng)新合作，推動全球全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)資源共同開展技術攻關，實現(xiàn)該領域的更大突破。

　　當今時代，技術的變革呈現(xiàn)幾何級數(shù)的增長，技術變革的速度超乎想象。可以說，在這場能源革命當中，‍‍誰掌握了新技術，誰跨對了步伐，誰在技術創(chuàng)新中走在前面，誰就有制勝的話語權。

　　對國家電投而言，需要牢牢把握全球能源轉型的新機遇，對氫燃料電池等關鍵環(huán)節(jié)重點攻關，對影響未來能源發(fā)展的技術積極布局，打通新能源制氫、運氫、用氫全產(chǎn)業(yè)鏈，為清潔發(fā)展向縱深推進鋪路搭橋，為打造國家清潔、低碳、安全、高效的能源體系做出應有的貢獻。

　　對中國而言，“氫經(jīng)濟時代”是中國產(chǎn)業(yè)結構調整和升級的絕佳機會，我們需要抓住機遇，率先實現(xiàn)新舊動能轉換，構建起全球“綠色、低碳”的新的能源發(fā)展格局，并普及至整個社會，重塑全球工業(yè)體系，變革人類生活方式，從而贏得“第四次工業(yè)革命”的主導權，走出一條具有中國特色的新能源發(fā)展道路，為構建“人類命運共同體”注入中國動力。

　　轉自：新華網(wǎng)

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