着力突破发展瓶颈 迎接氢能产业光明前景——访北京航空航天大学材料科学与工程学院教授水江澜

■本刊记者 白歌/编辑 曲艺

作为我国首次发布的氢能产业中长期规划，《氢能产业发展中长期规划（2021～2035年）》（以下简称《规划》）科学分析了我国氢能产业的发展现状，明确了氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略定位、总体要求和发展目标，为我国氢能产业中长期发展指明了前进方向。

近日，北京航空航天大学材料科学与工程学院教授水江澜在接受本刊记者采访时，就《规划》对“双碳”发展起到怎样的促进作用、大力发展氢能产业有何瓶颈、如何保障氢能产业发展的安全性等相关话题进行一一解答。

《中国电业与能源》：如何看待氢能产业在未来我国能源结构中的发展地位？

水江澜：氢能产业的发展在世界各国都备受关注。数据显示，我国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约3300万吨，其中，达到工业氢气质量标准的约1200万吨。随着氢能市场需求的不断扩大，氢能在我国经济和生态环境发展中的战略地位日益凸显。

《规划》从战略层面对氢能产业的发展做出顶层设计。之前的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》也明确，在氢能与储能等领域组织实施未来产业孵化与加速计划。国家层面如此重视，多地政府也紧随其后加紧布局。《北京市氢能产业发展实施方案（2021～2025年）》提出，2025年前，京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模1000亿元以上，减少碳排放200万吨；《河北省氢能产业发展“十四五”规划》提出，到2025年，氢能产业链年产值达到500亿元，累计建成100座加氢站，燃料电池汽车规模达到1万辆等等。据了解，我国有20多个省级市、40多个地级市推出了60多个氢能产业规划。由此可见，氢能产业正处于快速发展期，氢能作为未来清洁能源的重要组成部分，将在新能源消纳、交通运输领域、碳减排等方面发挥重要作用。

《中国电业与能源》：氢能产业对实现“双碳”目标有何促进作用？《规划》的印发对我国相关产业技术的基础研究将带来何种影响？

水江澜：实现“双碳”目标必须推动可再生能源规模化发展。作为无碳工业原料，氢能的优势是清洁高效。把氢作为主要能源，通过氢电互补体系可实现工业用能领域二氧化碳排放量的减少。在交通等方面，以氢能代替化石能源，也可以实现减排。氢能技术是可以做到清洁、低碳的，因此是“双碳”目标的重要支撑和抓手。由此可见，氢能是助力实现“双碳”目标，深入推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效能源体系的重要支撑技术，不可小觑。

发展氢能产业能够有效缓解我国面临的能源安全问题，是替代化石能源、实现碳中和的重要选择。据了解，2018～2020年，国家重点研发计划启动实施“可再生能源与氢能技术”重点专项。其中，科技部通过该重点专项部署了27个氢能研发项目，研发经费投入约5亿元。《规划》的印发，更有利于聚拢一批产学研力量常年投入氢能的相关研究，从而完成一项重大的能源技术革命，技术成熟后，市场和产业便可水到渠成。

《中国电业与能源》：您认为我国大力发展氢能产业存在哪些瓶颈？

水江澜：进行氢能深入开发，能够推动我国能源转型、绿色发展和应对全球气候变化。但在发展中，也面临很多问题。比如，目前我国氢能企业数量相对薄弱，在氢能产业方面投入的资金以及技术支持较为有限，氢能产业尚处在发展初期阶段。

氢能产业发展最主要的瓶颈在于储氢技术和燃料电池技术问题。已有储氢技术都不理想，高压气态储氢安全性是个大问题。目前我们大范围使用高压气瓶车载储氢，容易产生泄漏风险。如泄漏产生在地库、隧道等封闭空间，产生的高浓度氢极容易引起火灾，应用场景受限。储氢材料也存在难以兼具高储氢量和适宜的工作温度等问题。另一方面，燃料电池存在资源和成本问题，燃料电池目前用的催化剂是铂基催化剂，而全球的铂储量是非常有限的。我曾经做过统计，一辆车的燃料电池大约需要消耗30克铂，如全球一年的铂储量用于生产燃料电池车，大概能生产500万辆。这个数量看似不少，但跟内燃机汽车相比，只占了5%左右。所以说，铂资源的受限导致氢燃料电池暂时无法取代内燃机汽车。如解决上述问题，储氢是十分理想的终极技术。

近年来，我们对氢燃料电池的发展非常关注，在关键材料和核心技术开发方面已有突破。但关键零部件主要依靠进口，制氢、储氢、用氢等环节技术尚不成熟，基础设施薄弱，综合成本偏高等问题也制约大规模商业化运行。

《中国电业与能源》：氢能产业大力发展的突破点在哪里？

水江澜：目前氢的来源很多，比如把“弃风”“弃光”转化成氢能并存储起来，成本会降低。氢能的技术链条打通后，经济和产业规模发展就是水到渠成的事情。我认为氢能发展的创新力主要在于关键材料的突破，氢能产业能大规模应用并产生经济效能的前提，还需要从源头上实现技术的突破，创新是必要手段。

比如前面提到的储氢材料与燃料电池催化剂，如果在这两点有了突破进展，氢的运输存储问题就得到了解决。目前我国乃至世界仍没有找到解决问题的技术。如果我们可以率先突破技术瓶颈，将会在氢能领域起到“领头羊”作用。

另外，关键技术的创新是一种科学工作，不是由资金多少决定的。创新工作需要有耐心、有恒心、有决心。政策扶持对于早期氢能产业的发展至关重要。可以预见，随着我国氢能发展战略的制定和各方面的逐步完善，氢能产业的发展有望进入高速发展轨道。

需要强调的是，氢能产业发展要稳打稳扎，避免一哄而上。要做好论证，避免以从资本市场圈钱为目标的产业行为。要做好打硬仗、打持久战的准备，顶层规划，研究先上，资本慎入，技术成熟后氢能产业发展将势如破竹。■