已知“氫”重

○ 文／本刊記者 鄭 丹

▲作為節能減排的先鋒，加氫站給各方展示出極大的想象空間。 供圖／視覺中國

氫，清潔低碳、優勢顯著。但若想與油、氣相爭，則需解決制氫來源和成本等問題。

人類對社會進步與發展的追求永無止境。對能源的探求也是如此。

曾經，對石油或將枯竭的恐懼使人類把目光轉向天然氣和可再生能源。對零排放清潔能源的渴求又使電上升為能源互聯的主角。

然而，江湖總有英豪，后浪總推前浪。

這一回，把眾人的眼球吸引過來的是——氫。因為它清潔低碳、優勢顯著，是人類實現零碳社會的理想能源伴侶。更讓人青睞的是，作為交通燃料，它比油氣更低碳，比電更易加注且極其快速。這也注定了即使在這樣一個能源多元化的時代，氫也不會被埋沒。

“作為極具發展潛力的未來能源，發展氫能恰逢其時。”中國工程院院士、中國石化集團原副總經理曹耀峰表示。

氫能一出誰與爭鋒

目前，對于氫有許多說法。有人認為它是人類社會的“終級能源”，有人說它是“基礎能源”。雖然上述說法仍存爭議，但這體現了人類對氫能源的深厚寄望。與此同時，不免讓人產生一種疑問：氫，到底是何方神圣？

先看一則笑話。

一天，煤、石油、天然氣、太陽能、水能、風能等與氫在一起開會。說到污染，煤和石油不說話了；說到零排放，天然氣低下了頭；說到儲運，風、光、水出去打電話了。會議結束時，電動汽車說：“我先走了去充個電，半小時后還有個會。”氫能源車說：“不著急，我加氫3分鐘就好。”

資料顯示，氫是一種資源豐富、綠色高效的二次能源，具有已知所有能源無可比擬的優勢和特點。

曹耀峰表示：“氫的來源比較廣泛，煤、天然氣、石油、工業副產物、電解水都可制氫。特別是在傳統煉油化工過程中可產生大量的副產氫。氫的能量密度高，是木材的1000倍、煤的6倍、汽油的3倍、天然氣的2.5倍左右。”

國家能源局信息中心副主任何勇健指出：“氫能是實現我國可再生能源大規模跨季節儲能的最佳整體解決方案。可再生能源的隨機性、間歇性、低能量密度、空間分布逆向性等缺陷，氫能都能很好地去彌補。在這個轉型路徑中，氫能將扮演大規模儲能介質和清潔二次能源的雙重角色。”

從氫燃料的用途看，可以以燃料電池的形式廣泛應用于汽車、卡車、火車、輪船和飛機上。

隨著新能源技術的快速發展，汽車動力燃料正從單一的成品油向更清潔、更環保的綠色能源過渡。作為交通燃料，氫比油、氣更低碳，比電加注更為快速。此外，由于氫燃料電池具有重量較輕的特點，因而更加適用于中型、重型卡車和長距離運輸。

“現階段，氫能清潔低碳的優勢用于交通運輸領域最為現實和可行。”中國工程院院士、國家能源專家委副主任杜祥琬表示。

2018年5月11日，李克強總理訪問日本時，在豐田公司一款名為“Mirai”的氫燃料電池汽車前佇足，立即吸引了國內無數眼球的關注。

據媒體報道，“Mirai”是豐田在2016年正式推出的第一代氫能源汽車。它不用汽油也不用鋰電池，而是使用液化氫氣作為動力源。由于氫氣與氧氣的合成反應，它排出來的不是尾氣成分而是清水，從而實現零排放、零污染。而且，一次充氣3分鐘左右可以行駛650公里。

提出打造“氫經濟社會”的日本，在率先研發氫能小汽車之外，還制造出一系列“氫家族”產品——以氫能源為動力的輕巴、大小型卡車、鏟車、垃圾回收車、電力自行車等。根據JR東日本鐵路公司的計劃，2021年將開始使用氫燃料電池的新型電動列車，到2024財年將列車商業化。

發展氫能恰逢其時

世界能源發展史，是一部逐步走向清潔低碳和可持續發展的歷史。

在中國石化經濟技術研究院專家羅佐縣看來：“當前需要更多綠色低碳用能渠道，提升終端電氣化比重，抑制化石能源消費。正是世界能源轉型這樣一種大趨勢，為氫能發展提供了廣闊空間。”

“十三五”以來，我國能源發展愈發重視低碳化和綠色化。可再生能源、天然氣、電、乙醇汽油、生物柴油等多種能源遍地開花，紛紛在能源大舞臺上展示出發展潛力。

“盡管能源調整的步伐在加快，2013年以后，我國煤炭消費量以及一次能源占比均出現下降，但是煤炭一次消費占比仍然在60%左右，能源消費結構調整壓力較大。”曹耀峰指出。同時，“作為受氣候變化不利影響最顯著的國家之一和全球溫室氣體排放量最大的國家，我國面臨著較大的溫室氣體減排壓力。因此，必須加快構建以低碳能源為主的能源體系。”

放眼全球，經濟的發展和社會的進步并沒有讓這個世界增添更多的平靜。反之，世界愈發復雜多變，不確定因素層出不窮。在錯綜復雜的國際形勢下，我國面臨著日益嚴峻的能源安全危機。2018年，我國的油氣對外依存度分別攀升至接近70%與45%，這是歷史上的最高水平。把能源安全牢牢把握在自己手里的緊迫性從未這般強烈。

“隨著中美貿易摩擦不斷升級，單邊主義和貿易保護主義抬頭，地緣政治更加復雜，能源安全形勢愈發嚴峻，急需構建多元化能源供應體系。”曹耀峰如是指出，“在這種形勢下，作為極具發展潛力的未來能源，發展氫能恰逢其時。”

“立足戰略高度，發展氫燃料電池產業有利于國家安全。”杜祥琬指出，“這包括能源的供需安全、能源環境安全和氣候安全。”

我國發展氫能的戰略意義明顯。那么，大規模制氫在我國是否可行？

“中國發展氫能符合國情要求，氫能在國計民生各領域有著廣泛的應用。”曹耀峰表示。在他看來，不管是制氫的產業鏈，還是儲氫的產業鏈，還是用氫的產業鏈，方方面面，氫在我國國計民生各個領域都有一定的市場。而且，氫能與傳統油氣產業鏈的關系十分緊密，與石油石化行業的契合度極高。

作為我國最大的煉化產品生產銷售企業和一體化的能源化工公司，中國石化提供了全國1/3的化工產品、60%的油品需求。在氫能產業發展上，中國石化具有獨特優勢，包括資源規劃、煉化生產（制氫用氫、副產氫）、油氣儲運及零售終端建設、運維等多方面的技術基礎與整合優勢。

除工業副產氫外，我國廣袤的西部地區有大量的風光資源，人口稠密的東部沿海地區有豐富的水資源，如果充分利用于發展氫能，前途無限光明。

這也解釋了“氫能熱”為什么能在我國迅速燃起。據悉，全國已有超過20個城市出臺相關產業規劃，已經建設或規劃中的氫能小鎮近30個，絕大多數誕生在近一年的時間里。

“目前，工業副產氫再加上棄電的可再生能源（電解水）制氫這兩個渠道來源的氫已經很不少了。根據目前的研究，發展氫燃料電池也是足夠的。將來的發展，會需要更大規模的氫。更大規模的產氫應該立足于可再生能源等非化石能源制氫，做到全產業鏈從頭到尾盡量沒有排放。”杜祥琬說。

▲供圖／視覺中國

石油企業先行一步

大趨勢當前，石油企業拓展多元化能源的腳步深入至氫領域。在這個過程中，石油企業與汽車企業的合作研發以及合作建站成為特點。有超過40年制氫經驗和超過10年加氫站運營經驗的BP在1978年申請了第一個氫燃料電池相關專利。BP同戴姆勒克萊斯勒、福特公司合作研究先進燃料電池技術，并在北京建成了中國第一座加氫站。

殼牌2016年成功開發了液氫運輸船，將澳大利亞豐富的低質褐煤轉化為氫氣，液化后船運至日本。2017年2月，又與豐田合作在加州建造了7座加氫站，并計劃2030年前在英國投資加氫設施。

“從趨勢來說，越來越多的國家、企業、部門認識到發展氫能產業是一個趨勢和潮流。總體判斷，除非儲能電池電動車、超級電容替代產品和技術取得重大突破，氫能產業發展的大勢是不可逆轉的。”北京清潔燃料協會會長、北京郵電大學教授張永澤表示。

中國的油企也敏銳地捕捉到氫產業發展的信號。與充電站的悄然布局相比，這一次，國內石油石化企業的行動頗為“高調”。

7月1日，國內首座油氫合建站——中國石化佛山樟坑油氫合建站在廣東建成。

這是全國首座集油、氫、電能源供給及連鎖便利服務于一體的新型網點。樟坑油氫合建站日加氫能力達到500kg，主要服務周邊使用氫燃料的公交線路及物流運輸車隊。來這里加注氫燃料的公交車只需4分鐘即可完成加注，續航里程達300公里。

從頁巖氣、地熱到氫能，作為央企節能減排先鋒的中國石化一直在為社會提供豐富多樣的清潔能源和綠色產品，推動能源供給側結構性變革。

中國石化集團銷售有限公司副總經理張毅表示：“公司正在加快構建‘油氣氫電非’融合發展的高價值生態圈，推進油氣傳統能源向綜合能源供應升級。”

據悉，中國石化下一步將全面推進氫能源的相關工作，包括建立專門辦事機構，統籌規劃啟動整體布局，并對燃料電池開展相關研究。目前，已確定了10座加氫站的選址。

“傳統油氣企業要落實國家新能源戰略，成為新能源產業的參與者、推動者和引領者，推動能源供給側變革。”曹耀峰指出，“中國石化在發展氫能產業方面具有優勢：強大的制氫能力、成熟的能源安全管理經驗、全面的網絡站點體系。”

目前，欲進入氫加注產業鏈的企業普遍認為建站尋址難，而中國石化可依托遍布全國的3萬余座加油站在現有網絡基礎上構建國內最大的加氫網絡。專家認為，這不僅能建立起在氫能產業市場的獨特競爭優勢，而且能對我國氫能汽車產業的加快發展起到巨大的引領推動作用。

試水氫能源，國內油企在不同地區開展了各種合作，對象包括當地政府部門、公交系統、氫能源企業和汽車企業。

▲試水氫能源，安全“瓶頸”不容回避。

張毅表示：“我們優先關注京津冀、長三角、珠三角和海南四個地區。在這四個地區，中國石化的氫氣產量比較豐富，相應的加油站配套設施網絡比較健全。”

作為2022年北京冬奧會的戰略合作伙伴，中國石化將為北京和張家口冬奧會氫燃料電池車提供氫氣供應、車輛加氫和加氫站運營保障。當前，這兩個地方的加氫站的建設正在加速進行中。

另一大石油央企中國石油也毫不遲疑地吹響了進軍氫能源領域的號角。

今年4月，中國石油北京銷售分公司與北京海珀爾氫能科技有限公司簽署戰略合作協議，在北京地區建設液氣油氫混建站及附屬氫能應用示范展示中心。根據協議，雙方合作將位于北六環和京藏高速交匯處的加油站擴建為液氣油氫合建站。該站建成后，將有效緩解市內現有燃料電池車輛能源需求，并為2022年冬奧會燃料電池示范車輛提供加氫保障。

此外，國家能源投資集團、東方電氣、三峽集團、中國中車、中國船舶、中國一汽等一批央企也在瞄準氫能源的產業風口，并積極布局。

氫，風高欲遠飛。

▲國外氫能利用的實踐，將帶給我們先行啟示。 供圖／視覺中國 IC photo