日前，波士頓咨詢（BCG）聯(lián)合中國科學(xué)院院士、國際氫能與燃料電池協(xié)會理事長歐陽明高院士團隊在北京共同發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)研究最新成果報告《中國氫能產(chǎn)業(yè)展望》。報告聚焦于中國及國際氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢，從產(chǎn)業(yè)和技術(shù)兩個角度進行深入探討，重點聚焦氫能的應(yīng)用場景與發(fā)展路徑、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新方向，并對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了展望。
發(fā)展氫能勢在必行
隨著極端氣候事件的多發(fā)，各國政府對于有效應(yīng)對氣候變化愈發(fā)重視，碳中和更是成為了當前全球重要議題之一。與此同時，包括中國在內(nèi)的全球各國正在共同經(jīng)歷第三次能源革命。建立真正可持續(xù)、零排放的全新能源體系，推動清潔能源在全球范圍內(nèi)的系統(tǒng)性發(fā)展勢在必行。在此背景下，氫能這一廣泛存在于自然界的清潔能源被賦予了重要使命與意義，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也備受關(guān)注。
“在能源轉(zhuǎn)型歷程中，氫能這一綠色能源因其零排放、高熱值等諸多優(yōu)勢，在過去的幾十年中獲得越來越多的關(guān)注。”BCG董事總經(jīng)理，全球合伙人於晨在談及氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展時表示，“作為積極應(yīng)對全球氣候變化的國家之一，中國在實現(xiàn)‘3060雙碳目標’愿景的征程中，正不斷為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。”
國家發(fā)改委、國家能源局3月份發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》明確了氫能在中國未來能源結(jié)構(gòu)中的戰(zhàn)略性定位，制定了中國氫能產(chǎn)業(yè)階段性發(fā)展目標，并首次系統(tǒng)性提出了氫能在交通領(lǐng)域以外的多個規(guī)?；瘧?yīng)用場景的發(fā)展規(guī)劃，包括儲能、發(fā)電與工業(yè)。
氫交通：氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展“先導(dǎo)”
氫能在交通領(lǐng)域直接作為能源使用是零碳交通的重要組成部分和關(guān)鍵技術(shù)路徑之一。在不斷進步的燃料電池技術(shù)、不斷建設(shè)完善的氫能基礎(chǔ)設(shè)施、強有力的政策等因素的推動下，氫能交通迅速發(fā)展，尤其是長途重載卡車領(lǐng)域。更重要的是，氫能交通將作為氫能產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)性應(yīng)用，打通氫能全產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，有效推動整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。一旦燃料電池交通應(yīng)用場景的經(jīng)濟成本具備市場競爭力，燃料電池汽車將成為短中期內(nèi)氫能需求的增長引擎。
“燃料電池汽車的最大潛力在于長途重載商用車領(lǐng)域，與純電動重卡相比，燃料電池重卡的補能時間更短、重量更輕且能量密度更高。隨著氫燃料價格的下降和燃料電池系統(tǒng)成本的優(yōu)化，預(yù)計燃料電池汽車的總體擁有成本（TCO）將顯著改善。”BCG董事總經(jīng)理，全球合伙人葛磊解讀道。
氫儲能：賦能可再生能源應(yīng)用
以能源載體形式用于儲能和發(fā)電被認為是氫能極具前景的應(yīng)用領(lǐng)域。“在可再生電力為主導(dǎo)的電網(wǎng)系統(tǒng)中，氫能是最理想的長期儲能方式，也是靈活發(fā)電的清潔能源。目前，在燃氣輪機的摻氫和純氫發(fā)電、鍋爐的摻氫摻氨發(fā)電、燃料電池?zé)犭娐?lián)供等領(lǐng)域，已有豐富的探索和商業(yè)實踐。”BCG董事總經(jīng)理，全球合伙人王海旭表示，“盡管在技術(shù)和成本等方面仍存在一定挑戰(zhàn)，但氫能的能源化應(yīng)用場景正在迅速發(fā)展，并帶動產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模增長。”
以氫能為核心的化學(xué)儲能系統(tǒng)涵蓋了氫氣制備、儲運以及以氫為燃料的發(fā)電。氫儲能應(yīng)用的核心是氫與其他能量形式（尤其是電）之間的轉(zhuǎn)換。在雙向的“電-氫-電”（P2G2P） 過程中，富余的可再生能源發(fā)電，通過電解制氫系統(tǒng)制備氫氣，然后將氫氣儲存下來，再用于燃氣輪機或燃料電池發(fā)電：整個過程中沒有碳排放，僅產(chǎn)生水和熱量作為副產(chǎn)物。而在單向的“電-氫”（P2G）過程中，儲存下來的氫氣則可作為一種商品進行運輸，并在工業(yè)和交通等多領(lǐng)域得到利用。
電網(wǎng)系統(tǒng)的容量和靈活性可以通過氫儲能在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)的部署得到提升和優(yōu)化。在發(fā)電側(cè)，氫儲能通過“電-氫-電” 過程可以促進可再生能源的消納，平抑出力波動、縮小與計劃出力的誤差。氫儲能還可用于電網(wǎng)側(cè)的調(diào)峰輔助、負載均衡，以及在用電側(cè)作為靈活性資源參與需求響應(yīng)、用于峰谷套利、作為備用電源以及離網(wǎng)電源使用。
氫工業(yè)：低碳轉(zhuǎn)型得力推手
氫氣在工業(yè)領(lǐng)域具有成熟的應(yīng)用基礎(chǔ)，多年來一直作為工業(yè)原料廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。而近年來，隨著工業(yè)脫碳趨勢的發(fā)展，“綠氫替代灰氫”的浪潮開始涌現(xiàn)?，F(xiàn)有的氫氣運輸、儲存和利用的基礎(chǔ)設(shè)施將有效地促進綠氫在工業(yè)領(lǐng)域的快速應(yīng)用和落地。要實現(xiàn)對灰氫的大規(guī)模替代，綠氫的成本競爭力至關(guān)重要。
綠氫和灰氫的成本平價趨勢，將主要來自四大因素的推動：電解槽成本降低，可再生能源電價下降，電耗水平優(yōu)化和碳稅的出臺。
技術(shù)創(chuàng)新推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
從全球能源革命背景下新舊能源轉(zhuǎn)換的角度來看，氫能常被比作 “零碳石油”，替代石油作為化石能源和化工原料的雙重價值，承載起石油天然氣在全球能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵角色。從二次能源的角度來看，氫能就是電的 “硬幣另一面”，是電的另一種可存儲、可運輸?shù)男问?。在氫能產(chǎn)業(yè)當中，氫交通、氫儲能、氫工業(yè)的每一種場景的商業(yè)化都將推動萬億級市場的遞進增長。而在將氫能宏大的戰(zhàn)略價值轉(zhuǎn)化為商業(yè)價值的過程中，需要價值鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)鏈的全方位規(guī)劃與發(fā)展。
“氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，需要各環(huán)節(jié)長期的技術(shù)創(chuàng)新與突破，來解決全行業(yè)所面臨的技術(shù)成本高、能量轉(zhuǎn)化效率存在瓶頸、安全性管理缺乏體系、數(shù)字化水平低等問題。”院士團隊楊福源教授表示，“持續(xù)的技術(shù)迭代，以及跨行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，正在為氫能產(chǎn)業(yè)注入加速發(fā)展的支撐與源動力。”以制氫領(lǐng)域為例，近年來正持續(xù)受到市場和資本的關(guān)注。盡管堿性電解水制氫技術(shù)（AEC）被認為是相對成熟的技術(shù)，但仍需要產(chǎn)業(yè)參與者面向全新的綠氫場景，進行系統(tǒng)性技術(shù)創(chuàng)新，以場景落地推動產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，進而真正推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
中國科學(xué)院院士、國際氫能與燃料電池協(xié)會理事長歐陽明高指出，“氫能是第三次能源革命的主題。氫能產(chǎn)業(yè)在碳中和的時代背景下，已經(jīng)迎來新的發(fā)展浪潮，在政策、技術(shù)、市場、資本等多方的合力推動下，全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都將實現(xiàn)全方位的突破發(fā)展，在未來十年構(gòu)建出萬億級新能源市場，成為推動全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的新動能。”
來源：國際商報
評論