按下發(fā)展“加速鍵” 氫能如何改變生產生活?

　　3月22日，國家能源局印發(fā)《2024年能源工作指導意見》，明確提出了要加快編制推動氫能產業(yè)高質量發(fā)展的相關政策，有序推進氫能技術創(chuàng)新與產業(yè)發(fā)展，穩(wěn)步開展氫能試點示范，重點發(fā)展可再生能源制氫，拓展氫能應用場景。近年來，“氫能技術”已經成為能源領域國家重點研發(fā)計劃項目，預計到2060年，我國氫氣年需求量將超過1億噸。那么，到底什么是氫能?它從哪里來?我們又為什么要發(fā)展氫能?它能應用在哪些領域?來看看按下發(fā)展“加速鍵”的氫能產業(yè)，如何改變生產生活?

　　灰氫 藍氫 綠氫 “多彩”氫能有何不同?

　　提起氫能，您最先想到的是什么，是小時候玩的氫氣球，還是課堂上的電解水實驗?您知道嗎?氫能分為灰氫、藍氫、綠氫，“多彩”氫能如何產生，又有何不同?

　　簡單理解，氫和氧反應產生的化學能就是氫能。氫是宇宙中分布最廣泛的物質，在地球上主要以化合態(tài)的形式出現，比如水就是一種含氫的化合物。根據氫能的形成過程，我們一般將氫能分為灰氫、藍氫與綠氫?；覛渲饕峭ㄟ^煤炭、天然氣等化石燃料燃燒產生的氫氣，在生產過程中會有二氧化碳等排放。目前，市面上絕大多數氫氣是灰氫，約占當今全球氫氣產量的95%。藍氫，是指采用了碳捕集措施的化石能源制得的氫氣，碳排放強度大幅度降低。而綠氫，則是指利用可再生能源分解水得到的氫氣，是一種比較理想的氫能源。

　　我們?yōu)槭裁匆l(fā)展氫能?

　　大自然中有許多不同的能量，近些年來，像是風能、水能、太陽能等新能源都在快速發(fā)展，那么我們?yōu)槭裁催€要大力發(fā)展氫能產業(yè)呢?

　　首先，氫能是一種清潔低碳、靈活高效的能源，對于促進全球經濟脫碳，特別是在工業(yè)和交通領域有著不可或缺的替代作用。其次，氫能還兼具能源和原料雙重屬性，與電能相比，它便于儲存、方便運輸，可以作為載能體，替代電能參與到交通、發(fā)電、儲能、工業(yè)等領域，應用場景豐富。還有一點就是實現能源自主安全可控，可再生能源制氫可以利用我國廣闊的國土面積，使用風光綠電制氫。2019年3月，氫能首次被寫入《政府工作報告》。2022年，我國出臺了《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》，首次明確地提出氫在能源體系當中所占的重要地位。而在今年的《政府工作報告》中，也指出“加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產業(yè)發(fā)展”?？梢姲l(fā)展氫能產業(yè)具有重要意義。

　　我國首列氫能源市域列車長什么樣?

　　那么，氫能已經在哪些領域大展身手了呢?您聽過氫車、氫舟、氫卡嗎?下面我們就去看看氫能的具體應用場景。

　　3月21日上午，由中車長客自主研制的我國首列氫能源市域列車在吉林長春，進行了時速160公里滿載運行試驗，標志著氫能在我國軌道交通領域應用取得新突破。在當天的試驗過程中，列車以每小時160公里的速度運行，每公里平均能耗僅為5千瓦時，最高續(xù)航里程可達1000公里以上。列車能源供應方式不同于接觸網供電方案，具有噪聲小、零碳、環(huán)保的特征。

　　我國首艘氫能源船舶首航意味著什么?

　　看完了氫列車，我們再來看看中國首艘氫燃料電池動力示范船三峽氫舟1號。

　　去年年底，三峽氫舟1號在湖北宜昌順利完成首航，它總長49.9米、型寬10.4米、型深3.2米，乘客定額80人，主要采用氫燃料電池動力系統(tǒng)，氫燃料電池額定輸出功率500千瓦，最高航速28公里/小時，巡航航速20公里/小時，續(xù)航里程可達200公里。這艘船首航標志著氫燃料電池技術在中國內河船舶應用實現零的突破。

　　氫能源車免收高速費釋放何種信號?

　　目前，氫能汽車是應用比較廣泛的領域，主要為氫燃料電池車。最近，山東省率先對氫能源車出臺了新政策，從今年3月1日起對安裝了ETC套裝設備的氫能車輛免收高速公路通行費。

　　在位于濟南市萊蕪區(qū)的一家加氫站，氫能重卡駕駛員唐文科一大早便前來加氫，為前往青島董家口港拉貨做準備。說起山東對氫能源車輛免收高速費這件事，他給我們算了一筆賬。

　　按照山東省2023年氫能汽車保有量1200輛測算，每公里節(jié)省0.8元，可為氫能汽車運營企業(yè)讓利超過15600萬元，對應年用氫量約為1920噸。

　　氫能汽車會取代傳統(tǒng)電動汽車嗎?

　　2023年，我國氫燃料電池汽車銷量呈現增長態(tài)勢，全年售出5791輛，同比增長72%。氫能汽車與傳統(tǒng)電動汽車有何不同?

　　專家表示，氫能汽車和純電動汽車并不是二選一的關系，而是相互補充共同構成新能源交通格局。電動汽車在乘用車和輕型商用車領域優(yōu)勢明顯，而氫能汽車由于其加氫速度快，低溫損耗小等突出特點，未來主要的發(fā)展方向為大型商用車領域，例如公交、長途重型卡車等，擁有廣闊的發(fā)展前景。

　　氫燃料電池汽車作為氫能產業(yè)的重要一環(huán)，保持著良好的發(fā)展趨勢。中汽協(xié)的數據顯示，2023年全國燃料電池汽車產銷分別增長55.3%和72.0%，在技術方面，燃料電池系統(tǒng)成本下降到每千瓦3000元，比2020年降低了80%。

　　目前，我國已形成涵蓋制、儲、運、加、用等各環(huán)節(jié)完整的氫燃料電池汽車產業(yè)鏈，是全球燃料電池汽車產業(yè)鏈最完整的國家之一。

　　發(fā)展氫能產業(yè)要應對哪些挑戰(zhàn)?

　　氫能產業(yè)潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。然而，就像任何新興產業(yè)一樣，氫能產業(yè)在其發(fā)展過程中也需要更多的配套，那么，發(fā)展氫能產業(yè)，還要應對哪些挑戰(zhàn)呢?

　　氫能產業(yè)鏈涵蓋制氫、儲運、加注及應用等多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的技術突破都是推動整個產業(yè)發(fā)展的關鍵。專家表示，在技術層面，還需加強制備、儲運和利用方面的技術儲備與研發(fā)，特別是在制氫領域的電氫耦合技術、儲運領域的關鍵材料以及管道輸送的示范試驗等方面取得突破。

　　制氫儲氫輸氫用氫 如何打通氫能鏈條?

　　電力規(guī)劃設計總院副總工程師 徐東杰：近幾年在氫能的各個環(huán)節(jié)，制氫、儲氫、輸氫、用氫，各個環(huán)節(jié)都取得了比較好的進展。

　　目前，山東省已建成濟青氫能高速公路，35座加氫站，氫能汽車保有量超過1200輛。按照計劃，2025年氫能汽車保有量達到1萬輛。

　　電力規(guī)劃設計總院副總工程師 徐東杰：實際上全國還有一些省區(qū)專門也研究了交通領域支持氫能發(fā)展的一些舉措，隨著山東政策的出臺，示范的效應會逐漸地顯現。

　　如何降低“可再生能源氫”的成本?

　　剛才我們提到，可再生能源制氫是最環(huán)保最理想的氫能制造方式，但它目前還面臨著成本比較高、占比比較低的問題。我國發(fā)展氫能，該如何讓綠色的“可再生能源氫”降本擴需呢?

　　電力規(guī)劃設計總院副總工程師 徐東杰：目前我們國家的氫能消費量大概就是每年四千萬噸，其中大部分來源還是來自煤制氫、天然氣制氫、副產氫，作為可再生能源制氫占比比較低。

　　目前，我國可再生能源制氫成本比較高。數據顯示，煤制氫成本約為9~13元/公斤、天然氣制氫約為10~18元/公斤，可再生能源電解水制氫成本受電力成本影響較大，約為15~45元/公斤。目前，加氫站的氫氣價格大約在50-60元/公斤。如果與汽柴油相競爭，價格需要降低到25-35元/公斤，目前差距還很大。

　　隨著可再生能源發(fā)電技術的不斷進步和成本的持續(xù)降低，包括棄風、棄光的有效利用，可再生能源制氫的效益將進一步提升，成本也將相應降低。同時，管輸技術的發(fā)展也將為氫能的大規(guī)模應用提供可能。

　　電力規(guī)劃設計總院副總工程師 徐東杰：我們有利用天然氣的管網，有這種摻氫的技術，可以進一步使氫能進入千家萬戶，另外還有純氫的管道，可以做遠距離跨省區(qū)的氫能資源優(yōu)化配置。(總臺央視記者 張偉 濟南臺)