氫能如何改變我們的未來
——訪中國工程院原副院長干勇

世界主要發達經濟體，已經把氫能源的利用放到了一個戰略的高度來對待！面對全新的世界能源格局，我們該做何選擇？截至2018年底，全球正在運營的加氫站超過了400座，全球燃料電池乘用車銷售累計近6000輛。我國2019年《政府工作報告》提出，“推動充電、加氫等設施建設?！边@是氫作為能源首次寫入《政府工作報告》，這對氫能在國內的推廣和應用具有里程碑式的意義。我國氫能發展的優勢在哪？又面臨哪些挑戰呢？

為此記者專訪了我國著名的戰略科學家中國工程院原副院長、國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任、中國金屬學會理事長干勇，他為讀者深度解讀“氫能如何改變我們的未來”。

世界氫能發展現狀如何？

干勇表示，歐盟把氫能源的發展作為了一個主體計劃，2017年他們啟動了氫動力汽車聯合開發的計劃項目。2019年歐洲又發布了氫燃料電池發展的技術路線圖。

2015年，美國在燃料電池和氫能源技術的發展報告里面提出，大力投資發展與先進氫能和燃料電池技術相關的發展計劃，所以現在美國的35個州的加氫站開始運行了。特別是加州的推廣很有意思，它在2018年就有將近37座加氫站。因為加州是一個長條形的，它在公路上布局得非常合理。當時加州的州長叫施瓦辛格，是一個電影演員，但是他對于氫能作為能源的作用非常敏感。每一批豐田乘用車的訂貨銷售里面，他就要求加一定比例配額的新能源汽車，而且提出要有氫燃料汽車。他說你把計劃做好，你每年供我多少，我根據氫燃料汽車的數量我來配備加氫站，這非常有戰略眼光。所以，目前加州在氫能汽車的示范應用中走到了前面，加氫站的布局也非常合理，作出了示范樣板。到2019年，美國動用了3100萬左右美元來進行整個推進氫規模化應用的計劃。

當然干勇認為值得一提的是日本，豐田這些年來沒有停止氫燃料電池的研發，氫燃料電池在交通的工程化上作出了很大貢獻。當然他們也申請了上萬個專利，他們也不是說把所有的專利都封鎖，因為氫對全人類都有好處。日本政府首先把氫能發展作為國家戰略，制定了“三步走”的一個戰略，到2025年它要擴大氫的使用范圍，大概整個裝置氫能的發電裝置要到140萬臺，家庭分布式的發電要到560萬臺，相當于十分之一的日本家庭戶數。到2030年它要全面建立氫能的供應系統，到2040年它確定要實現二氧化碳零排放的供氫系統這么一個目標來進行。當然這里面主要是在煤制氫或者是化石能源制氫中要把二氧化碳進行捕集、封存或者利用才能達到這個目標。

韓國現在也開始了氫燃料電池和氫能源的開發，大概2020年計劃建立80座加氫站。

2019上海國際車展，氫燃料電池技術

我國氫能發展有何優勢？

干勇認為，首先，國家高度重視氫能源產業發展。早在2006年，實際上國家中長期的科學發展綱要里面就對氫能和氫燃料電池進行了規劃。在后來中國制造2025國家節能與新能源汽車路線圖上也把氫能源和燃料電池汽車作為了一個發展的主要方向。2016年國家發改委、能源局聯合印發了能源技術革命創新行動計劃，里面也包括了氫能和燃料電池應用。特別是2019年總理在兩會政府報告里面明確寫了：“推動充電、加氫等設施建設”。當前整個氫能和氫燃料電池汽車的應用掀起了高潮，現在看來，在北京、上海、天津，包括湖北、重慶、浙江、廣東都開始了汽車氫燃料電池的研發和商業化的試運行。

實際上，中國制氫的工業基礎還是很雄厚的，制氫能力在全世界也是排在最前面的。在氫還沒有作為重要能源的時候，它作為催化劑、作為還原劑大量應用，比如合成氨煉油加氫，我們大概有每年2500萬噸的氫的產能，產量也在2000萬噸以上，這在全世界是排第一的。這里邊有97%的氫氣來自于化石能源，煤氣化制氫1000萬噸以上，天然氣制氫大概在300萬噸以上，工業副產氫大概在800萬噸以上，包括電解水制氫也在100萬噸左右。當然，我們工業副產氫現在可以達到99.999%的純度的氫氣，我國未來開發氫氣潛力巨大，市場巨大，我們的商業用車、港口用的卡車、物流車，只要我們要用的乘用車，數量加起來都是很大的。

多地競相發展氫能源

干勇表示，我國的氫能產業正在進行區域布局，現在已經有20個省市正在做氫能的發展規劃和氫燃料汽車的發展規劃，而且已經形成了6個地區，華東、華中、華南、華北、東北、西南六個氫能和氫燃料電池汽車的產業群，涌現出像上海、如皋、佛山、張家口、武漢等有代表性的一些城市。我們知道上海汽車集團在氫燃料電池汽車方面，首先推出包括乘用車、輕型貨車等等，而且它110千瓦的氫燃料電池的電堆技術比較成熟。

另外就是廣東的佛山，有一個人物叫許國，是副市長，我們叫他氫能源市長，非常重視氫能源發展，把它作為未來的一個戰略新興產業發展。他在佛山云浮建立了一個氫能氫燃料汽車示范區，已經有四座加氫站在運行，而且2019年還有若干座要投產，包括三個基地在這兒建設，一個佛山的高明，包括佛山的云浮和廣東新能源汽車的基地，也包括佛山南海。他建立了三個基地。

張家口是國務院批準冬季奧運會上可再生能源的示范區，在19個縣區全面布局加氫站，在冬奧會上全部都用氫燃料汽車。而且中國首條自動化氫燃料電池的發動機大批量地應用在這兒要正式投產。

當然還有江蘇的如皋，那是聯合國作為一個氫能源發展的示范城市，如皋現在有兩條30千瓦的電堆生產線。氫燃料電池要求到“十三五”期末到數十萬輛的規模，產值要超過千億元。

還有一個就是山東，提出了建立“氫谷”的概念，這是山東省委、省政府的一個全面號召，而且制定了一個總體規劃。為什么呢？第一它電解鋁全國第一，產生的副產氫多；第二它的焦炭有4400萬噸，每噸焦炭有400立方米的焦爐煤氣，含純氫是55%，另外它的氯堿工業發達工業副產氫是很不錯的，它們煤制氫的能力很強；第三它的高速公路是掌握在一家國有企業手里，高速公路上有120個服務站可以布局，在這兒很容易布局加氫站來形成示范；另外它是一個大的區域體系，離山西也很近，管網運氫這種設想可能實現。它海岸線很長，海上的風機發電能力可以用來制氫，而且最重要的是，在山東出現了一個對氫著迷的人物——譚旭光董事長，他現在是山東重工集團、重汽的董事長。他很多年前就意識到柴油發動機以后可能要被氫發動機代替，他要啟動氫能發動機的研發。所以這些年他幾乎就在國外，悄悄地在收購巴拉德的股份，后來他占了巴拉德19.9%的股份，成為相對的第一大股東。他利用加拿大巴拉德的燃料電池的技術，想很快地把它的氫能和氫燃料電池發動機產業搞起來，現在看來正在進行而且決心很大，他準備投500個億來做這個研發平臺。

破解氫能發展的束縛

氫能并非真正過熱，只是正在經歷從不了解到了解，從鮮為人知到進入公眾視野，從輿論宣傳“熱”向項目逐步落地轉變。需盡快破除不合理的“氫氣生產屬于化工生產，要位于化工區”的行業規則，允許區域制氫等高效解決方案的實施；并制定加氫站的投資和運行補貼政策，明確加氫站的土地政策和行政審批，把車與站協同發展作為獲得補貼的重要依據之一

據悉，為解決這些問題，相關部委層面正在考慮把氫氣定義為能源使用，與天然氣享有同等地位。此外，干勇認為，還應明確定義氫能在未來能源結構中的占比，并制定系統的頂層設計和實施計劃。

現在政府的行政審批制度對氫能發展已形成明顯制約，哪個區域率先突破這些行政制約，哪個區域的氫能就將率先大規模發展起來。

憑借山東豐富的化工副產氫資源以及市場等優勢，山東計劃通過10—15年的努力，實現氫能產業在省域內從小到大、由弱到強的突破性發展，全力建設“中國氫谷”“東方氫島”，將山東省建設成為國內領先、世界知名的氫能產業高地。

據介紹，未來山東將在氫氣制取、氫氣儲運、裝備制造、氫能源推廣應用等方面發力。相關部署包括優先采用工業副產氫技術路線；有序開展可再生能源制氫；發展高壓氣態儲氫、低溫液氫和長管拖車運輸，合理配套推進加氫站建設布局；協同推進制氫、儲（輸）氫、加氫設備等配套產業發展；優先在物流運輸、城市公共交通、特種車輛等領域優先突破；有序開展推進氫能源在發電領域的應用等。

對我國而言，氫能的主要來源應是可再生能源，同時可再生能源也需要氫能進行儲能，二者相互需要，只有這樣，氫能才真正具有戰略意義。

氫燃料被視為汽車能源的一種終極解決方案，目前制氫的主要技術路線包括化石/化工原料制氫，煤制氫、天然氣制氫，電解水制氫以及化工副產氫等。其中，電解水制氫以其工藝簡單、無污染等優點受到業內關注。

事實上，可再生能源發電制氫近年來也得到了國家政策的支持。2017年11月，國家發改委和國家能源局聯合印發的《解決棄水棄風棄光問題實施方案》，就明確提出“鼓勵可再生能源富集地區布局建設電力制氫”。但是，大規模以可再生能源發電制氫仍存在諸多難題。首先是缺乏支持性電價政策，其次設備還需不斷加強創新和研發。

這些問題不解決，氫能就不是熱不熱的問題，而是能不能活下去的問題了。