史偉揚
氫能被國際社會譽為21 世紀最具發展潛力的清潔能源,全球氫能發展正步入快速產業化階段。隨著氫能產業發展中長期規劃的發布,氫能上升到國家能源戰略地位。近年來,我國政府已出臺近200 個政策文件推動氫能在能源轉型、科技創新、“雙碳”行動等方面發揮更大作用,尤其是燃料電池汽車的落地直接加速了氫能的產業化進程。
新能源裝機規模世界第一的國家電投高度重視氫能產業和技術發展,早在2016 年即超前布局氫能業務,并將氫能產業推進和發展納入公司“2035 一流戰略”。國家電投氫能科技發展有限公司( 以下簡稱“國氫科技”) 作為落實國家電投氫能產業戰略布局的排頭兵,近年在氫能技術創新、產業孵化、項目落地、能力建設方面取得了可喜成績。公司貼合集團能源線、產品線雙線氫能產業布局,以源端和應用端為側重點,從技術研發、產品和示范項目著手,實現雙線貫通,逐漸成長為氫能行業龍頭企業。
為此,《英才》記者專訪了國氫科技黨委書記、董事長李連榮。
100 多年來,石油的開采利用為世界能源科技進步帶來了劃時代的變化,世界經濟逐漸形成了“石油路徑依賴”,伴隨時代進步、經濟發展需求、科技發展瓶頸、產能限制等多種因素的影響,尋找石油替代能源成為后能源時代的主題。
氫能由于制取技術路線日臻成熟并且低碳環保,做為終極能源已經成為國際社會共識,但由于長期受制于成本端的劣勢始終未得到大范圍普及。“雙碳”目標提出以來,氫能發展明顯提速,特別是地緣關系動蕩導致世界原油經濟體系扭曲和重構,能源安全的擔憂迫使各國能源轉型更加緊迫。氫能在制、儲、運、用等全產業鏈上的技術障礙和政策壁壘有望被突破,氫能相關領域科技進步的時間窗口將提前,氫能的價格曲線也將快速向石油價格曲線靠攏,世界能源供應體系正加速邁入后能源時代——氫能時代。

據國際氫能委員會預測,到2050 年全球氫能占能源比重約為18%,氫能產業鏈產值將超過2.5萬億美元。2022 年3 月,國家發改委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》,對我國氫能的戰略定位和產業發展等進行了前瞻性的“頂層設計”。此外,《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》清晰描繪了我國氫能產業基礎設施發展路線圖:到2030 年,氫能產業將成為我國新的經濟增長點和新能源戰略的重要組成部分,產業產值將突破1 萬億元;加氫站數量達到1000 座,燃料電池車輛保有量達到200 萬輛,高壓氫氣長輸管道建設里程達到3000 公里。目前國內已有三分之一的央企、眾多的民企進入氫能產業這片藍海,其中國氫科技便是其中的佼佼者。
氫能可以劃分成灰氫、藍氫和綠氫,其中綠氫使用可再生能源制備,生產過程零碳排放,是利用氫能最理想的形態。氫燃料電池是賦予氫能源屬性的主要形式,也是技術創新的關鍵所在。燃料電池可以廣泛應用于交通運輸、固定電源、備用電源和小型便攜式電源多個領域。尤其是燃料電池作為發動機應用于氫能交通,是目前技術基礎最好、產業價值最高、最具備商業可行性的氫能利用方式。
近年來,國內已突破多項燃料電池領域的“卡脖子”難題,基本實現氫能產業鏈核心技術自主化。國氫科技在核心材料部件、關鍵輔機、燃料電池電堆及系統產品方面全面布局,是目前國內實現燃料電池從材料到產品完全自主化的唯一企業。
“我們投資和研發的重點是催化劑、質子交換膜、碳紙、膜電極、雙極板等關鍵材料和部件的核心技術,燃料電池電堆設計裝配和系統設計集成等方面關鍵工藝技術,綜合技術水平達到國內領先地位,部分性能指標達到國際先進水平。”在談到產能時李連榮補充道:“在北京、寧波、武漢、長春、濟南、佛山等地布局了多個產業基地,目前已建成年產千套燃料電池電堆及催化劑、質子交換膜、膜電極、雙極板等關鍵材料部件的自動化中試產線,開展萬套級產線建設,基本實現燃料電池從關鍵材料、部件到電堆和系統的全產業鏈規模化生產。”
“氫能產業鏈仍存在諸多瓶頸和需要進一步補強的薄弱環節。”李連榮坦承:“樹脂、碳紙等關鍵材料尚未形成規模化產能;空壓機、氫泵、增濕器等關鍵輔機在材料層面仍需突破;整個產業鏈的產能尚未全面展開,自主技術仍需充分驗證,進口產品在關鍵材料等方面的市占率仍然較高,國產替代尚需逐步推進。”
北京冬奧會期間,國家電投提供150 輛搭載國氫科技“氫騰”品牌全自主燃料電池系統的氫能大巴,圓滿完成了延慶、北京賽區的冬奧會、冬殘奧會期間的交通保障任務,全程零故障、零事故、零失誤。此外,在博鰲論壇、寧波公交等示范項目上燃料電池也獲得廣泛應用,空冷型燃料電池已應用于中國商飛的靈雀-H 無人機。自主燃料電池產品在實踐中展現了優異的性能,打破了國外企業在“紅線區”內的壟斷格局,充分展現了自主品牌的強大實力。
氫能的應用領域非常廣泛,除了交通領域之外還可以在化工、鋼鐵等工業領域應用,在建筑、醫療等領域亦有大量使用。以鋼鐵行業為例,按照目前的粗鋼產能10 億噸/ 年計算,如果全部采用綠氫冶金,需要綠氫5800 萬噸/ 年,可消納16 億千瓦新能源滿發電力,山東日照鋼鐵年產50 萬噸直接還原鐵的氫冶金示范項目即將落地投產。
目前,國氫科技已經具備規模化綠電制氫能力,構建起“綠電+ 綠氫”的現代能源體系,并通過“電-氫- 電”“電- 氫- 氨”等項目將產業鏈不斷向消費側延伸,預計不久將完成供能端到消費端的全產業鏈覆蓋,屆時將全面賦能集團氫能戰略,助推我國能源加速轉型。