写稿
投稿
“氢能及燃料电池具有广阔的应用前景，目前正处于大规模商业化的早期阶段，国家首批燃料电池汽车示范城市群的正式启动将大大加快氢能和燃料电池的自主化和商业化进程。”加拿大国家工程院院士叶思宇在最近举行的2021联合国开发计划署氢能产业大会院士论坛上指出，在产业商业化仍面临严峻成本挑战的背景下，整个产业链的规模和技术
在碳达峰和碳中和的目标下，氢能产业的发展备受关注。与会院士一致认为，目前氢能产业正处于产业化初期，产业的高质量发展离不开持续的技术创新和“政产学研用”的密切合作。
在减排和能源结构转型中发挥关键作用
在降碳的目标下，氢能和燃料电池除了在交通领域大放异彩外，还将在工业、发电、民用等领域发挥重要作用。与会专家普遍认为，氢能和燃料电池作为一体化产品，是未来能源技术革命的重要创新和应用方向，将在减排和能源结构转型中发挥关键作用。
中国科学院院士郭烈锦认为，碳达峰和碳中和目标的本质是二氧化碳的减排。目前，我国碳排放的主要来源包括工业、发电、建筑和交通。随着工业生产的进一步发展，未来几年二氧化碳总排放量仍将上升。“中国在世界上最短的时间内实现巨大的碳减排是一项极其艰巨的任务。”
“氢能产业链非常长，包括氢气的制取、储运、供应和终端应用。无论是燃料电池汽车、飞机、无人机、发电、民用等领域，都有非常广阔的应用空间。”叶思宇认为，随着可再生能源需求的进一步改善，氢能也将在其中发挥关键作用。可再生能源与氢能的结合可以有效抑制间歇性和季节性的缺点，保证优质电力的生产；同时，电解水制备的氢气不仅可以用于交通领域的节能减排，还可以用于工业等民用领域。
郭烈锦进一步指出，在降碳的背景下，氢能可以稳定能源供应，确保能源安全和多维降碳。从能源安全的角度来看，绿氢部分替代油气可以缓解油气燃料的安全供应问题；从碳的角度来看，氢可以帮助许多领域脱碳，固碳甚至实现负碳。
专家呼吁关注硬技术
如何更好地发挥氢能的多重作用？郭烈锦认为，行业应更加注重硬技术，促进核心技术的创新发展。
“目前，氢能产业链从制取、储存到应用都有许多技术环节需要创新和发展。”叶思宇认为，燃料电池汽车示范城市群政策特别强调，缺乏核心技术和关键部件是行业需要密切关注的重要方向，将大大促进燃料电池的产业化发展。
以氢能上游制氢端为例，郭烈锦认为，在示范城市群政策的推动下，我国氢能产业发展势头良好。但客观上，可再生能源制氢成本占比高，绿氢富裕区与应用区严重错位，导致绿氢制取和储运价格居高不下。“太阳能水电解制氢技术可以实现高效清洁的资源回收利用。五年内，中国有可能走出产业化、规模化应用的道路，未来将形成以氢电为主的能源体系。”
面对氢能产业链的成本、储运等挑战，国内外开始研究氨作为氢介质。澳大利亚工程院院士程一兵表示，氨不仅是一种便于安全运输的储氢介质，也是一种可再生零碳燃料，对硅酸盐建材和火力发电行业实现碳达峰和碳中和具有重要意义。
据报道，目前我国年氨产量高达1.8亿吨，合成技术成熟，运输安全标准、基础设施建设相对完善，发展条件良好。但程一兵也提醒说，氨作为燃料应用也存在技术挑战，如内燃机燃烧时氨难点火，加热值不高，需要进一步研究和克服。
政产学研用要紧密结合
“从某种意义上说，制氢、储氢和燃料电池的研发和产业化是突破的重要方向，也是业界公认的卡脖子环节。”叶思宇认为，从燃料电池的整个产业链来看，这涉及到材料科学、电子工程、整车集成等领域。因此，燃料电池的产业化发展不是一个简单的材料或应用问题，而是一个系统工程，任何单一领域的突破都不能完全解决工业化的瓶颈。
“同时，从上游材料研发、产业化到终端应用，涉及多层次的项目验证，这些项目验证过程中的密切合作也非常重要。”叶思宇建议，政府应适当指导和鼓励整个项目验证过程，促进整个产业链的项目验证。同时，要加强以产业化为导向的“政产学研用”的密切合作，促进氢燃料电池的持续技术进步。
往期精选回顾：
