來源：中國能源報

“為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，發(fā)展氫能正成為全球能源技術革命和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。”中國工程院院士彭蘇萍在近日舉辦的第四屆中國制氫與氫能源產(chǎn)業(yè)大會上指出，氫能將成為我國能源低碳發(fā)展的重要路徑。她同時提醒，應清醒認識到，目前我國氫能和燃料電池技術仍不成熟，燃料電池系統(tǒng)關鍵材料和核心零部件技術攻堅至關重要。

能源低碳發(fā)展的重要路徑

彭蘇萍認為，實現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型需立足國情，多措并舉，依靠科技進步走出具有中國特色的綠色低碳化發(fā)展道路。“要充分認識到，能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化是長期減碳的根本，與此同時，持續(xù)做好節(jié)能與提高能效，探索二氧化碳捕集、利用與封存這一兜底技術尤為關鍵。”

彭蘇萍表示，氫能作為二次能源，具有零碳、高效、能源互聯(lián)媒介、可儲能、安全可控等顯著優(yōu)勢，可以在交通、工業(yè)、建筑等諸多領域推廣應用。將氫能納入終端能源體系，與電力協(xié)同互補，將成為終端能源消費主體。

“如今，利用清潔的可再生能源正成為更多國家的選擇，各國根據(jù)發(fā)展目標，選擇了不同的氫能技術路線和發(fā)展模式。”彭蘇萍舉例，日本發(fā)展氫能主要是解決國家的能源安全問題，澳大利亞以出口氫氣、發(fā)展氫貿(mào)易為主，歐洲為解決工業(yè)脫碳發(fā)力氫能產(chǎn)業(yè)，美國主要為保障電力供給可靠性發(fā)展固定式發(fā)電，韓國則力推氫燃料電池汽車。

燃料電池是核心技術環(huán)節(jié)

今年3月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》提出，將氫能作為中國能源的重要組成部分。彭蘇萍指出，氫能產(chǎn)業(yè)鏈涉及從上游的制氫輸氫儲氫加氫，再到下游用氫發(fā)電、供熱、交通等各種應用場景，燃料電池技術是核心技術環(huán)節(jié)。

“結(jié)合我國實際，氫能在工業(yè)、交通、建筑和電力等能源消費四大領域中均有不同的應用技術，潛力巨大。”彭蘇萍稱，氫能與可再生能源耦合，有望大幅提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例；氫可運輸?shù)奶攸c，可實現(xiàn)分布不均衡的可再生資源的再分配；大型清潔煤制氫，尤其是褐煤制氫，將成為煤炭清潔高效利用以及優(yōu)質(zhì)廉價煤開發(fā)利用的重要發(fā)展方向；氫作為能源互聯(lián)媒介，在終端能源消費體系中，可增加電力系統(tǒng)的靈活性，彌補電力不可存儲的問題，實現(xiàn)不同能源網(wǎng)絡間的協(xié)同優(yōu)化，提升能源使用效率。

目前，全球純氫的產(chǎn)量超過7000萬噸/年，我國是目前世界上最大的產(chǎn)氫國，產(chǎn)量約3342萬噸。彭蘇萍認為，在氫的生產(chǎn)方面，我國與國際水平相當，但氫能產(chǎn)業(yè)裝備制造等方面相對滯后，相關核心設備主要依靠進口，低碳制氫技術水平和市場化應用均與國外有一定差距。“雖然氫能和燃料電池發(fā)展已有廣泛共識，但發(fā)展方向仍缺乏系統(tǒng)性認識和規(guī)劃，發(fā)展技術不明確，亟待統(tǒng)一思想、科學決策、盡早部署。全面搶占全球氫能和燃料電池技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點。”

擇優(yōu)支持固體氧化物燃料電池

“盡管產(chǎn)業(yè)面臨氫源、成本等問題，但不可否認，燃料電池相關技術正在快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界正積極努力解決氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難點與痛點問題。未來10年-20年將是我國氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機遇期，需緊密聯(lián)系我國能源發(fā)展實際，從戰(zhàn)略、政策、技術、資金、國際合作等方面積極謀劃，通過改革創(chuàng)新破解發(fā)展難題，助力實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”談及下一步發(fā)展，彭蘇萍建議，短期內(nèi)應重點突破固體氧化物燃料電池電堆及系統(tǒng)集成技術，完善我國可再生能源制氫技術鏈，建立綠色制氫試點示范項目，推動可再生能源制氫技術與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

“從商業(yè)應用上來看，質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池是當前最主要的燃料電池技術路線。質(zhì)子交換膜燃料電池對氫氣的質(zhì)量要求高，所以成本也高，而固體氧化物燃料電池使用粗氫及碳氫燃料即可，能量轉(zhuǎn)化率高，在大型集中供電、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供乃至交通領域都有廣泛應用。”在彭蘇萍看來，固體氧化物電解池可以電解制合成氣，如甲烷、甲醇等，實現(xiàn)大規(guī)模可再生能源電力轉(zhuǎn)化、長周期存儲的同時，還能夠轉(zhuǎn)化利用二氧化碳，為交通及化工領域提供綠氫和甲烷、甲醇、氨氣等。

彭蘇萍還指出，大力發(fā)展固體氧化物燃料電池發(fā)電技術與固體氧化物電解池制氫技術，可大力助推氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，該技術在部分發(fā)達國家已實現(xiàn)商業(yè)化應用。“近來年，我國相繼出臺相關重大部署，立足自主開發(fā)，培養(yǎng)了較好的科研團隊，但相關技術研發(fā)周期較長，需要靜下心來研究攻關。”