“為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，發(fā)展氫能正成為全球能源技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。”中國(guó)工程院院士彭蘇萍在近日舉辦的第四屆中國(guó)制氫與氫能源產(chǎn)業(yè)大會(huì)上指出，氫能將成為我國(guó)能源低碳發(fā)展的重要路徑。她同時(shí)提醒，應(yīng)清醒認(rèn)識(shí)到，目前我國(guó)氫能和燃料電池技術(shù)仍不成熟，燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵材料和核心零部件技術(shù)攻堅(jiān)至關(guān)重要。

能源低碳發(fā)展的重要路徑

彭蘇萍認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型需立足國(guó)情，多措并舉，依靠科技進(jìn)步走出具有中國(guó)特色的綠色低碳化發(fā)展道路。“要充分認(rèn)識(shí)到，能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化是長(zhǎng)期減碳的根本，與此同時(shí)，持續(xù)做好節(jié)能與提高能效，探索二氧化碳捕集、利用與封存這一兜底技術(shù)尤為關(guān)鍵。”

彭蘇萍表示，氫能作為二次能源，具有零碳、高效、能源互聯(lián)媒介、可儲(chǔ)能、安全可控等顯著優(yōu)勢(shì)，可以在交通、工業(yè)、建筑等諸多領(lǐng)域推廣應(yīng)用。將氫能納入終端能源體系，與電力協(xié)同互補(bǔ)，將成為終端能源消費(fèi)主體。

“如今，利用清潔的可再生能源正成為更多國(guó)家的選擇，各國(guó)根據(jù)發(fā)展目標(biāo)，選擇了不同的氫能技術(shù)路線和發(fā)展模式。”彭蘇萍舉例，日本發(fā)展氫能主要是解決國(guó)家的能源安全問(wèn)題，澳大利亞以出口氫氣、發(fā)展氫貿(mào)易為主，歐洲為解決工業(yè)脫碳發(fā)力氫能產(chǎn)業(yè)，美國(guó)主要為保障電力供給可靠性發(fā)展固定式發(fā)電，韓國(guó)則力推氫燃料電池汽車。

燃料電池是核心技術(shù)環(huán)節(jié)

今年3月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》提出，將氫能作為中國(guó)能源的重要組成部分。彭蘇萍指出，氫能產(chǎn)業(yè)鏈涉及從上游的制氫輸氫儲(chǔ)氫加氫，再到下游用氫發(fā)電、供熱、交通等各種應(yīng)用場(chǎng)景，燃料電池技術(shù)是核心技術(shù)環(huán)節(jié)。

“結(jié)合我國(guó)實(shí)際，氫能在工業(yè)、交通、建筑和電力等能源消費(fèi)四大領(lǐng)域中均有不同的應(yīng)用技術(shù)，潛力巨大。”彭蘇萍稱，氫能與可再生能源耦合，有望大幅提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例；氫可運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)分布不均衡的可再生資源的再分配；大型清潔煤制氫，尤其是褐煤制氫，將成為煤炭清潔高效利用以及優(yōu)質(zhì)廉價(jià)煤開(kāi)發(fā)利用的重要發(fā)展方向；氫作為能源互聯(lián)媒介，在終端能源消費(fèi)體系中，可增加電力系統(tǒng)的靈活性，彌補(bǔ)電力不可存儲(chǔ)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)不同能源網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)同優(yōu)化，提升能源使用效率。

目前，全球純氫的產(chǎn)量超過(guò)7000萬(wàn)噸/年，我國(guó)是目前世界上最大的產(chǎn)氫國(guó)，產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸。彭蘇萍認(rèn)為，在氫的生產(chǎn)方面，我國(guó)與國(guó)際水平相當(dāng)，但氫能產(chǎn)業(yè)裝備制造等方面相對(duì)滯后，相關(guān)核心設(shè)備主要依靠進(jìn)口，低碳制氫技術(shù)水平和市場(chǎng)化應(yīng)用均與國(guó)外有一定差距。“雖然氫能和燃料電池發(fā)展已有廣泛共識(shí)，但發(fā)展方向仍缺乏系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)和規(guī)劃，發(fā)展技術(shù)不明確，亟待統(tǒng)一思想、科學(xué)決策、盡早部署。全面搶占全球氫能和燃料電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。”

擇優(yōu)支持固體氧化物燃料電池

“盡管產(chǎn)業(yè)面臨氫源、成本等問(wèn)題，但不可否認(rèn)，燃料電池相關(guān)技術(shù)正在快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界正積極努力解決氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難點(diǎn)與痛點(diǎn)問(wèn)題。未來(lái)10年-20年將是我國(guó)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇期，需緊密聯(lián)系我國(guó)能源發(fā)展實(shí)際，從戰(zhàn)略、政策、技術(shù)、資金、國(guó)際合作等方面積極謀劃，通過(guò)改革創(chuàng)新破解發(fā)展難題，助力實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”談及下一步發(fā)展，彭蘇萍建議，短期內(nèi)應(yīng)重點(diǎn)突破固體氧化物燃料電池電堆及系統(tǒng)集成技術(shù)，完善我國(guó)可再生能源制氫技術(shù)鏈，建立綠色制氫試點(diǎn)示范項(xiàng)目，推動(dòng)可再生能源制氫技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

“從商業(yè)應(yīng)用上來(lái)看，質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池是當(dāng)前最主要的燃料電池技術(shù)路線。質(zhì)子交換膜燃料電池對(duì)氫氣的質(zhì)量要求高，所以成本也高，而固體氧化物燃料電池使用粗氫及碳?xì)淙剂霞纯桑芰哭D(zhuǎn)化率高，在大型集中供電、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供乃至交通領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。”在彭蘇萍看來(lái)，固體氧化物電解池可以電解制合成氣，如甲烷、甲醇等，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可再生能源電力轉(zhuǎn)化、長(zhǎng)周期存儲(chǔ)的同時(shí)，還能夠轉(zhuǎn)化利用二氧化碳，為交通及化工領(lǐng)域提供綠氫和甲烷、甲醇、氨氣等。

彭蘇萍還指出，大力發(fā)展固體氧化物燃料電池發(fā)電技術(shù)與固體氧化物電解池制氫技術(shù)，可大力助推氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，該技術(shù)在部分發(fā)達(dá)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。“近來(lái)年，我國(guó)相繼出臺(tái)相關(guān)重大部署，立足自主開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)了較好的科研團(tuán)隊(duì)，但相關(guān)技術(shù)研發(fā)周期較長(zhǎng)，需要靜下心來(lái)研究攻關(guān)。”