很多人在問，氫能怎么今年忽然就火了?
事實上，全球氫能已經(jīng)歷了四輪熱潮。每輪熱潮的興起和回落，都繞不開兩個關鍵問題：一是能源成本，二是氣候治理。
1973年爆發(fā)的石油危機導致全球石油短缺，油價從3美元飆至13美元。備受高油價困擾的國家開始設想，能否用煤炭與核能制造氫氣以替代石油。1977年，國際能源署氫能和燃料電池技術合作計劃設立，一些國家隨即展開技術研發(fā)。但隨著石油危機解除，第一輪氫能熱退潮。
到了1992年，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》獲得通過，這是全球多國在應對氣候變化問題上首次達成共識，可以實現(xiàn)“零排放”的氫能技術再度被關注。此后幾年，日本以及歐洲的一些國家重金投入氫能技術研發(fā)，并有所斬獲。但是，持續(xù)低迷的油價降低了投資者的投資熱情，氫能產(chǎn)業(yè)仍未能形成規(guī)模。
2005年2月，舉世矚目的《京都議定書》正式生效，這是人類歷史上首次以法規(guī)形式限制溫室氣體排放，全球氣候治理的熱情再度被激發(fā)。歐美日加大了對氫能的研發(fā)投入，并出現(xiàn)了一批商業(yè)化氫能公司。然而，2008年金融危機等因素影響了部分國家對氣候治理的持續(xù)投資，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展再次受阻。
直到2018年，可再生能源發(fā)電成本的顯著下降，加上全球減排進程提速，氫能產(chǎn)業(yè)得以重整行裝、集結出發(fā)。
誰在走?
從數(shù)量看，參與本輪集結的國家遠超以往。
老將不會缺席。比如日本于2019年提出了《氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖》，目標是“2025年實現(xiàn)氫能交通和民用市場的推廣和普及，2030年實現(xiàn)氫能大規(guī)模供給”;法國將氫能作為疫情后重振經(jīng)濟的重要抓手，明確“2023年前建造100座氫充電站，達成5000輛商用氫能小客車”等目標。
除了上述國家，德國嘗試在全國加快氫能網(wǎng)絡布局;荷蘭希望憑借風能、物流等條件展開綠氫生產(chǎn);英國除了要提高氫產(chǎn)量，還將開建一個完全由氫供熱的城鎮(zhèn)。
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟專家委員會主任余卓平的統(tǒng)計，貢獻全球GDP約52%的27個國家中，有16個已經(jīng)制定了全面的國家氫能戰(zhàn)略，還有11個國家正在制定國家氫能戰(zhàn)略。
盤點這些國家的氫能戰(zhàn)略，會發(fā)現(xiàn)這些國家首要任務相當一致：脫碳。
加拿大燃料電池企業(yè)巴拉德動力系統(tǒng)首席執(zhí)行官麥楷文指出，脫碳、零碳已成為全球共識，有70多個國家將氫視為實現(xiàn)脫碳的一條最關鍵的技術路徑。
除了脫碳，戰(zhàn)略還指向一個潛在方向：爭奪未來能源行業(yè)的新風口。
能源一直與資源有著緊密的聯(lián)系——石油時代，掌握油藏者為王;光伏時代，擁硅者為王。但氫能是一個例外。由于空氣含有大量氫元素，只要通過技術手段將其獲取轉化，我們就能擁有這種零排放、能量密度高的能源，就能站上新風口。
然而，氫能尚處在商業(yè)化初期，要想在新風口站穩(wěn)，不僅需要技術，而且要有可供試錯的市場。和其他國家相比，中國在上述兩方面都有優(yōu)勢。
澳大利亞技術科學與工程院院士、新南威爾士大學中國尖端技術產(chǎn)業(yè)研究院院長甄崇禮指出：“中國絕對有希望在很短的時間內做到世界領先，因為中國跟很多別的國家不一樣……不但有應用場景，(中國)企業(yè)也有應用新科技的熱情。”
往哪走?
搶風口，比拼的還有速度。中國能源工程集團上海氫能研究院院長范欽柏曾以氫燃料電池為例指出，彎道超車，先要找道。
氫電耦合，就是當下多方認可并嘗試進入的賽道。
電力企業(yè)紛紛布局自不必說。在國內，光伏巨頭隆基正借助自身優(yōu)勢，開發(fā)綠電制氫及氫能裝備項目;在國外，德國萊茵集團準備聯(lián)合化工企業(yè)建設大型海上風電場，風電場產(chǎn)生的兩成電力將直接用于生產(chǎn)綠氫。
非電力企業(yè)也在積極進場。在國內，中國石化表示將逐步打造“油氣氫電服”綜合加能站;在國外，挪威國油和英國公用事業(yè)公司則宣布，將聯(lián)合開發(fā)世界上第一座100%氫燃料發(fā)電廠。
氫能的應用場景很多，但直到今天，只有試圖破解長距離低碳運輸問題的氫燃料電池摸到了商業(yè)化的大門。氫電耦合之所以能成為新賽道，也是因為它有望破解未來影響電力行業(yè)發(fā)展的難題——面對大量接入的綠電，我們應該怎么辦?
無論是煤炭還是石油，除了可以提供能量，其本身也是儲存能量的介質。然而風電和光伏不同，它們可以產(chǎn)生電力，卻無法儲存電力。
當下，補齊新能源儲能短板的方案有兩種：抽水蓄能和電化學儲能。然而，兩種儲能僅為小時級別或日級別的，與之相比，氫能可儲存能量達數(shù)月之久，且期間不會發(fā)生能量衰減。
上海電力股份有限公司副總經(jīng)理夏梅興指出，在電力行業(yè)的發(fā)展過程當中，迫切需要一個載體來實現(xiàn)電力的實時平衡和處處平衡，而氫能在這個過程當中恰好勝任。
對于電網(wǎng)，氫能將有助于其實現(xiàn)平衡。夏梅興認為，在能源供應側，可以用可再生能源通過集中式和分散式來制氫、儲氫，消納富余的光伏水電來制氫，這樣一來，電網(wǎng)便可以實現(xiàn)平滑輸出。
對于火電，氫能可更有效地幫助其調峰。夏梅興指出，火電的啟停是需要成本的，停下來就要付出成本，所以極端情況下可能會出現(xiàn)電價為負。氫能起到調峰、調頻的作用，可使整個發(fā)電機組維持比較高的負荷率。
怎么走?
2020年11月，國際可再生能源機構發(fā)布了首份《綠色氫能政策》報告，其中指出，將綠色氫能從一個利基市場參與者轉變?yōu)閼脧V泛的能源載體，需要制定綜合的政策體系來克服最初發(fā)展的阻礙。
這里提到的阻礙，一是成本，二是技術。
對于成本，中國工程院院士彭蘇萍建議，降成本需從兩端入手，即重點在制氫與燃料電池制造方面進行成本控制。
目前，制氫的成本痛點在于電價和電解槽。國聯(lián)證券研究顯示，綠電成本占據(jù)綠氫全生命周期成本的56%，電解槽系統(tǒng)投資成本占38%。要解決氫能成本問題，除了通過技術提升降低綠電價格，也要通過研發(fā)減少電解槽的系統(tǒng)初始投資成本。
對于技術，業(yè)界最關注的是氫電轉化中的能量損耗問題。
落基山研究所高級主管托馬斯·科赫·布蘭克曾表示：“大多數(shù)情況下，利用電力生產(chǎn)氫來發(fā)電是非常愚蠢的，因為在這個循環(huán)過程中有太多的能量損失。”
損失到底有多少?目前說法不一。根據(jù)中國科學院大連化學物理研究所的研究，在綠電轉化為氫，再由氫重新轉為電能的過程中，有50%~70%的能量損失，導致這種轉換很不經(jīng)濟，亟需通過技術解決。
但無論怎樣推動技術升級，我們都需切記：不求快，但求走出適合中國市場的路。正如中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略委員會主任、中國科學院院士徐冠華所說，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展要充分吸取風電、光伏以及新能源汽車發(fā)展的經(jīng)驗和教訓，尤其要避免低端重復開發(fā)、資源和資金浪費等現(xiàn)象……不因氫能源的戰(zhàn)略性而一哄而起，也不因發(fā)展氫能源的長期性而放棄戰(zhàn)略目標，坐等別國成果。
消除以上阻礙，氫能才能真正實現(xiàn)齊步走。
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