氫能產業發展步穩蹄疾訪國家電投集團首席科學家柴茂榮

■ 本刊記者 馬明

當前，全球范圍正興起氫能發展熱潮，我國也將氫能產業視為未來國家能源體系的重要組成部分。在“雙碳”目標引領下，構建以氫能等可再生能源為主的多元化能源體系，既能有效緩解我國面臨的能源安全、環境保護和氣候治理等多重壓力，又能培育新的經濟增長點。如何推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展？氫能在燃料電池汽車的應用前景如何？圍繞這些問題，《經濟》雜志記者專訪了國家電投集團首席科學家柴茂榮。

《經濟》：在全球氫能產業迎來爆發式增長的背景下，我國氫能產業發展情況如何？在解決能源短缺、保障能源安全、實現“雙碳”目標方面，發展氫能具有怎樣的意義？

柴茂榮：我國高度重視氫能產業發展，是世界第一產氫大國，具有良好的制氫基礎與廣闊的應用市場，發展氫能優勢顯著。目前，已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術和生產工藝，形成了交通、工業、能源、建設等領域積極拓展的多元化應用格局，國內氫能產業呈現積極發展態勢。

在不新增碳排放的前提下，解決氫的來源問題是氫能產業發展的前提。綠氫產業處于發展初期，面臨著生產成本、技術創新、設施建設和儲存運輸等方面的難題，而化石能源制氫和工業副產制氫工藝成熟、成本較低。基于我國氫能產業發展現狀，除了電解水制氫外，合理推進化石能源制氫和工業副產氫的回收生產利用，加快培育下游市場，有利于氫能產業的快速發展。

作為取之不盡用之不竭的清潔能源，氫能是替代化石能源、保障國家能源戰略安全的重要手段，對減少油氣對外依賴、促進能源供給多元化、提高能源安全水平、實現“碳達峰、碳中和”目標，具有重大現實意義。

氫的工業應用距今已經超過百年歷史。氫氣可作為化工原料合成氨使用，應用在石油煉化或煤化工領域，是可再生能源規模化利用的儲能載體。長期的實踐證明，氫氣是一種安全性較高的能源。作為一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，氫能在我國經濟社會發展和能源綠色低碳轉型中具有重要的地位和作用，是實現工業、交通等領域大規模深度脫碳的最佳選擇。基于可再生能源發電耦合的電解水制氫，不會產生化石能源使用過程中的污染物和碳排放，實現了全生命周期的綠色清潔，為未來綠色能源使用和能源低碳轉型提供了更多選擇。

《經濟》：在“雙碳”目標推動下，我國氫能行業發展按下了加速鍵。如何統籌推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展？

柴茂榮：立足我國氫能資源稟賦特點和產業基礎，科學優化產業布局，引導產業規范發展，形成符合我國國情的氫能發展戰略、支持政策和研發體系，推進氫能產業健康、有序、可持續發展。

積極發揮規劃引導和政策激勵效應，加大對氫能科技創新和產業創新的支持力度；充分發揮國家能源集團、中國石化等氫能龍頭企業的國家戰略科技擔當、創新主導作用，加快建立和完善更加協同高效的氫能產業創新體系；同時，持續鼓勵科技研發、培育氫能企業，支持更多中小企業進入龍頭企業供應鏈，形成協同發展優勢，共同打好氫能產業鏈現代化攻堅戰。

圍繞氫能高質量發展重大需求，統籌考慮氫能供應能力、產業基礎和市場空間，推動氫能全產業鏈關鍵核心技術、材料和裝備創新合作。聚焦氫能重點領域和關鍵環節，開展氫能技術創新與產業應用示范，促進產業鏈創新鏈深入融合發展。積極培育氫能應用場景，降低制氫成本，持續推動氫能產業發展。

《經濟》：在交通領域，當前氫能應用大多集中在商用車，較少在乘用車。在您看來，加快放開乘用車領域的應用有何必要性？需要攻克哪些難題？未來，氫燃料電池車和鋰電池車市場將如何分布？

柴茂榮：燃料電池汽車是氫能應用的關鍵領域。作為一種“零排放、無污染”的運載工具，燃料電池車具有加注時間短、續航里程長、能量密度高等優勢，未來應用前景十分廣闊。從氫燃料電池在交通領域的應用看，乘用車對燃料電池的功率、耐久性要求相對較低，將成為未來汽車產業重要的發展方向。隨著燃料電池汽車核心技術的研究和發展，燃料電池在壽命、成本、性能等問題上的不斷優化和突破，將推進燃料電池乘用車規模化應用和國家新能源汽車產業多元化發展。

如何實現車端高效儲氫，仍是燃料電池汽車發展面臨的重要問題之一，其存儲體積、輕量化程度、安全性能很大程度上影響了燃料電池汽車的續航里程和安全運行。70MPa 儲氫瓶與35MPa 儲氫瓶相比，在體積相同的情況下，儲氫量相差一倍，續航里程相差三倍。目前國內已經實現35MPa 的Ⅲ型瓶的規模化應用和70MPa 的Ⅲ型瓶的示范應用，Ⅳ型車載儲氫瓶有待大規模推廣應用。

未來，燃料電池汽車與鋰電池汽車形成互補。從安全性角度看，燃料電池汽車的儲氫罐與發電系統是分開的，電堆不會引起自燃，具備一定的安全性優勢；從續航能力看，在極低溫度條件下，燃料電池汽車消耗的功率較小，具有較大的續航優勢，而鋰電池汽車會因其電池的特性導致續航里程大大縮短。以搭載國氫科技自主研發的“氫騰”燃料電池的氫能大巴為例，大巴在夏天續航里程為580公里左右，而在冬天則能達到650 公里左右。由此可見，在北方寒冷地區，相較鋰電池汽車，燃料電池汽車具有續航優勢。

此外，隨著氫能與燃料電池技術成熟、產量規模提升、綠氫價格下降以及基礎設施的完善，燃料電池汽車有望具備整體競爭力，與鋰動力電池汽車將長期共存發展。