氫能作為推動全球能源轉(zhuǎn)型的一種可行技術(shù)路線，逐漸成為世界能源領(lǐng)域的熱點話題，我國也在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計劃的主要任務(wù)中，提出要制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。

全球氫能產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展前期，未來全球氫能產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展的重大機遇。

• 氫能概述

氫氣的屬性有兩個。一個是化學(xué)屬性，氫氣作為化工原料得到廣泛應(yīng)用，如用于煉油、煤炭深加工、合成甲醇、合成氨等。二是能源屬性，氫氣具有熱值高（單位質(zhì)量的熱值約為煤炭的4倍、汽油的3.1倍、天然氣的2.6倍）、終端利用無污染、便于大規(guī)模存儲、可與多種能源便捷轉(zhuǎn)換等優(yōu)點、被國際能源署譽為“未來能源構(gòu)架的核心"、可應(yīng)用于動力、電力、家庭用能等多個領(lǐng)域。隨著化石能源資源緊缺、氣候變暖等問題加劇，以及氫能產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的日漸成熟，氫能利用將越來越廣泛。

• 氫能發(fā)展現(xiàn)狀

• (一)制氫

制氫環(huán)節(jié)主要包括電解水制氫、煤制氫、天然氣制氫、生物質(zhì)制氫、光解制氫、熱化學(xué)制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫等方式。

(二)儲氫

根據(jù)狀態(tài)，儲氫可分為高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、有機液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫。

• 運氫

運氫主要方式包括氣氫拖車、液氫槽車、管道運輸。

• 用氫

目前我國生產(chǎn)氫氣95%作為化工業(yè)的原材料應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，其余5%用于以氫燃料電池為核心的能源網(wǎng)絡(luò)。其中，氫能主要有動力、電力、家庭三個應(yīng)用方向。

1.動力領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

動力方面，氫氣可用于汽車、飛機、輪船、火箭等領(lǐng)域，其中目前最主要、前景廣闊的應(yīng)用場景是氫燃料電池車。氫能汽車包括氫燃料內(nèi)燃機車、氫燃料電池車兩種。

2.電力領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

與其他儲能技術(shù)相比，氫儲能主要優(yōu)勢是環(huán)保性能好，但其投資成本遠(yuǎn)超抽水蓄能、電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能，且響應(yīng)速度慢、效率低，如果制氫電價為0.1元/kWh，則氫儲能能源成本將下降到0.5元/kWh左右，低于電化學(xué)儲能能源成本。

3.家庭領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

主要用途是家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)。該方面外國企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢明顯，國內(nèi)企業(yè)技術(shù)水平尚不具備商業(yè)化條件。

4.國內(nèi)氫燃料電池現(xiàn)狀

氫能應(yīng)用的核心技術(shù)和產(chǎn)品是氫燃料電池。國內(nèi)氫燃料電池與水平還存在一定差距，主要表現(xiàn)為使用壽命較短，車用氫燃料電池壽命一般為2000~3000小時，水平可達(dá)到5000小時，另外氫燃料電池關(guān)鍵零部件質(zhì)子交換膜目前僅有美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家具備商業(yè)化供應(yīng)能力，催化劑等核心材料也主要依賴進(jìn)口。

• 初步認(rèn)識

一是氫氣能量密度高，環(huán)保性能好，是能源低碳轉(zhuǎn)型的重要方向。

二是國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)取得了一些突破，但仍有大量關(guān)鍵技術(shù)、零部件依賴國外。

三是全球范圍內(nèi)正掀起氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮，將極大推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

四是國內(nèi)傳統(tǒng)石化能源企業(yè)紛紛布局氫能業(yè)務(wù)。

五是氫能尚不具備應(yīng)用于儲能領(lǐng)域的條件。

• 氫能發(fā)展?jié)摿?/span>

21世紀(jì)初以來，受全球氣候變化和環(huán)境問題影響，節(jié)能減排和能源清潔化步伐加快，氫能在能源轉(zhuǎn)型中的潛力再次獲得人們關(guān)注。氫能是理想的清潔二次能源，用可再生能源制氫，用儲氫材料儲氫，用氫燃料電池發(fā)電，將構(gòu)成可持續(xù)利用的氫能系統(tǒng)，成為可再生能源之外實現(xiàn)“深度脫碳"的重要路徑。

近年來，氫能作為潛在新興能源，逐步進(jìn)入中央和地方政府中長期規(guī)劃視野。在《中國制造2025》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》《“一三五"國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等多個國家規(guī)劃中，明確提出將“氫能與燃料電池"作為戰(zhàn)略重點。

盡管我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)具備一定基礎(chǔ)，但是要破解我國能源發(fā)展難題，發(fā)揮氫能在我國能源轉(zhuǎn)型中的巨大潛力，還有不少現(xiàn)實問題和挑戰(zhàn)亟待解決。

第一是公眾認(rèn)知問題。氫氣的化學(xué)性質(zhì)活潑，長期以來，我國一直將氫氣作為?；愤M(jìn)行管理，應(yīng)用領(lǐng)域局限在化學(xué)品，未將氫能作為能源管理，公眾認(rèn)知水平較低。

第二是頂層設(shè)計問題。不論是從氫能的生產(chǎn)、儲運，還是技術(shù)要求等環(huán)節(jié)，目前國家對于氫能的支持僅出現(xiàn)于新能源發(fā)展等政策中，還沒有專門的氫能政策，尚未制定專門的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，也沒有出臺能夠提振市場預(yù)期的發(fā)展路線圖，上下游產(chǎn)業(yè)不協(xié)調(diào)問題較為突出，氫能產(chǎn)業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展將受到嚴(yán)重制約。

第三是技術(shù)裝備問題。燃料電池等氫能裝備關(guān)鍵零部件較多、系統(tǒng)較復(fù)雜，用材特殊、制作工藝繁瑣，但我國相關(guān)核心技術(shù)和設(shè)備自主化程度不足，核心零部件和關(guān)鍵材料尚依賴進(jìn)口。氫由化學(xué)品轉(zhuǎn)為能源，在生產(chǎn)、儲運、終端設(shè)施以及應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品開發(fā)等全產(chǎn)業(yè)鏈上都需要有創(chuàng)新型技術(shù)作為長期支撐。

第四是基礎(chǔ)設(shè)施問題。氫能基礎(chǔ)設(shè)施尤其是加氫站的建設(shè)布局，在很大程度上限制了氫能經(jīng)濟(jì)的規(guī)?；萍s了氫能汽車的市場發(fā)展。截至目前，我國加氫站僅有寥寥數(shù)十座，分布到有關(guān)省市更是很少，加氫站建設(shè)主體眾多，缺乏國家統(tǒng)籌和政策配套措施。加氫站及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的布局能否快速啟動，其實又取決于氫成本的下降速度以及加氫站運營過程中政府的補貼力度。

第五是發(fā)展成本問題。氫氣需要二次制取，運氫、儲氫、加氫各環(huán)節(jié)成本較高，引發(fā)人們對氫能經(jīng)濟(jì)性的質(zhì)疑?，F(xiàn)階段氫能成本高，是技術(shù)原因，更是應(yīng)用規(guī)模有限所致，國際能源署、國際氫能委員會、彭博新能源財經(jīng)等機構(gòu)的研究均表明，產(chǎn)業(yè)規(guī)模化是降低氫能成本的關(guān)鍵。

我國是較大能源生產(chǎn)國和消費國，能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)均以化石能源為主，應(yīng)對氣候變化、保護(hù)生態(tài)環(huán)境面臨巨大壓力和挑戰(zhàn)，氫能巨大發(fā)展?jié)摿槠平馕覈茉窗l(fā)展難題提供了新的可能性。鑒于氫能技術(shù)要求高、產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜、投資需求大，需要政府、企業(yè)和行業(yè)組織等多方協(xié)同發(fā)力，搶占未來氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展先機。未來還需多方協(xié)同發(fā)力。