氢能大规模商用还有多远？

王贺

编者按

国家、地方政府和企业三方发力，使整个氢能产业如同烧到100度的开水，蒸汽弥漫。而氢能的大规模商用则刚刚升温，还未沸腾。本报今日刊发《氢能专题》，从商用、地方规划、企业战略等方面描绘氢能未来画卷，详见P5～P7。

日前，山东省人民政府办公厅发布了《山东省氢能产业中长期发展规划（2020—2030年）》，这是国内首个氢能省级规划，氢能产业再度火了。

事实上，氢能产业之火在今年两会期间便已烧了起来。

在今年全国两会上，代表委员关于“氢能”的提案和建议，分量也在加码。包括国网辽宁省电力有限公司董事长、党委书记石玉东，中国石化天津石化公司党委书记李永林，镇海炼化党委书记吕亮功等国家能源体系的三位人大代表和政协委员，均呼吁国家加强氢能产业顶层设计。

此外，关于推动氢能产业高质量发展的相关政策，今年已陆续出台。

近日，财政部、工信部、科技部、国家发改委四部委联合发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，提出要争取通过4年时间，建立氢能和燃料电池汽车产业链。

国家、地方政府和企业三方发力，使整个氢能产业未来的美好蓝图似乎近在眼前，但距离大规模商用还很遥远。

安全与低成本不可兼得

“当前氢能产业比较时髦，山东发布首个氢能省级规划后，其他省市会陆续跟上。”厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强告诉《新能源汽车报》记者，“不过，我国氢能商业化面临的困难还有很多。”

在林伯强看来，氢能的基本技术包括储运等，把能源由一次转换成二次，变成氢能的技术过程比较简单，但储运等环节却是很麻烦的事情。

氢的质量能量密度高，大约是汽油的3倍;但体积能量极低，常温常压下比汽油低4个数量级。氢还具有易燃易爆的特点，爆炸极限浓度为4.0%-75.6%（体积浓度），同时在高压下容易使材料发生氢脆。这些固有物性使得氢的运输和储存十分不便，成为氢能产业一个比较棘手的问题。

当前，高压气态储氢技术比较成熟，是目前最常用的储氢技术。该技术是采用高压将氢气压缩到一个耐高压的容器里。储氢罐主要由压力部件金属套筒、聚合物或金属衬板、碳纤维增强层、防冲击外罩和底座组成，可有效增强气罐的抗冲击能力，提高安全性，同时灌装氢气方便。

然而，高压气态储氢技术主要缺点是需要配备高强度耐压容器，并且需压缩才可储存，但压缩过程中将消耗大量能源。此外，耐压容器在存储氢气时易被腐蚀，存在泄漏和爆破等风险，并且气态储氢能量密度较低，只有4.4 MJ/L，远低于汽油31.4 MJ/L的能量密度。

林伯强指出，目前氢能产业面临的问题主要是经济性和安全性的问题，目前的技术还做不到既能保证安全，成本又低。因为当经济性和安全性绑在一起时，不安全就无法保证经济性。

工信部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中曾在2019氢能产业发展峰会上表示，制备氢气主要有三种途径：一是化石能源制氢，即用煤、天然气、石油等来制氢;第二个制氢方式是工业副产氢气的回收提纯利用;第三是电解水制氢。

“在当下的技术条件下，虽然化学能源制氢技术是成熟的，但是路径并不可取。生产1公斤的氢，要伴生5.5公斤到11公斤的二氧化碳，作为温室的二氧化碳绝不允许大量排放。副产氢气的回收如果把焦炉气作为主产品，盲目的扩大能力，就会造成焦炭的严重过剩，炼焦本身就是高污染，要防止产能过剩。电解水制氢是主要发展方向，但需注意三个问题，一是耗电过高;二是生产清洁电源，火电不能混入;三是能否把弃水、弃风、弃光的电很便宜的给予电解水。”李毅中说。

李毅中表示，每公斤氢气的生产成本，在合理的原材料价格和电价的前提下，要合理选取。煤制氢一公斤是10元，天然气、石脑油、重油、甲醇制氢每公斤是17元，副产氢回收是21元，电解水是30元。

可见，技术成熟，但需排放大量二氧化碳的化学能源制氢，其成本最低。而作为未来主要发展方向的电解水制氢，其成本在三种主要制氢方式中最高，安全与低成本不可兼得。

大规模商用还有多远

“目前肯定要大力推动氢能产业发展，但是要指望很快形成氢能产业链，开始大规模商业应用，应该还是比较遥远的事情。”林伯强告诉记者。

林伯强认为，氢能属于二次能源，目前主要用于氢燃料汽车，并且可以转换为热能。不过，目前我国电动汽车的发展比氢能源汽车要超前很多。

尽管氢燃料汽车和纯电动汽车一样都是新能源汽车，不过受制于成本、技术、储存运输困难等原因，氢燃料汽车在普及程度上一直落后于纯电动汽车，而且与后者之间的差距不断拉大。根据中国汽车工业协会数据统计，2019年，中国燃料电池汽车产销量分别为2831辆、2737辆。而2019年中国新能源汽车产销分别完成124.2万辆和120.6万辆。

此外，对于已经出售的氢燃料汽车，目前大部分也集中在公共交通、商業客车等领域，私家车相对而言非常少。

林伯强进一步指出，目前我国低碳转型遇到了一些困难，所以氢能作为一个很重要的方面肯定会大力发展，但目前全球的进展还比较缓慢。

新兴产业研究与顾问公司TrendBank数据显示，截至2019年年底，中国建成加氢站仅为51座。美国能源部的数据显示，2012年全美有58个加氢站（包括公用和私用），到2019年底，这一数字仅增长至61个。

经过多年的积累，我国氢能产业部分领域初具产业化条件。未来随着技术的不断更新、成本的持续下降、机制的健全完善，氢能的发展必将为推动能源清洁低碳转型提供有力支撑。