氫能將帶動形成10萬億級新興產業，脫碳成為氫能發展第一動力，需加速突破關鍵材料和核心技術裝備
近日，在“十四五”氫能產業發展論壇上，科技部原部長、中國科學院院士徐冠華表示，“未來氫能在我國終端能源體系占比將達10%，成為我國能源戰略重要的組成部分。氫能將與電力協同互補，共同成為我國能源體系的消費主體，帶動形成10萬億元級的新興產業。”
未來氫能可從三方面推動碳中和戰略實施
脫碳固碳和負碳，到2060年，對碳中和貢獻率約13%
氫能可以使用多種工藝和能源生產，一般情況下使用顏色對不同工藝生產的氫能予以區分，常用的如灰氫、藍氫和綠氫。灰氫用化石燃料生產，藍氫是使用碳捕集和封存（CCS）技術脫碳的灰氫，綠氫即可再生能源生產的氫能。
隨著碳中和目標的提出，“顏色分類法”顯示出其局限性。一些國家開始量化制氫過程中產生的碳排放量，以此區分氫能。去年，中國氫能聯盟也制定了團體標準，將氫能分為非低碳氫、低碳氫、清潔氫。
中國氫能聯盟專家委員會主任、同濟大學教授余卓平指出，“如果每公斤氫氣的二氧化碳排放量在14.51公斤以下就是低碳氫，如果數值在4.9公斤以下，就是清潔氫，清潔氫包括可再生能源制氫和化石能源制氫+CCS兩種方式。”
簡單地講，非低碳氫對應灰氫，低碳氫與藍氫大致相當，清潔氫基本指綠氫。
據中國氫能聯盟發布的《2020年中國氫能源及燃料電池產業的白皮書》（以下簡稱《白皮書》），目前我國氫能產能約4100萬噸/年，產量約3342萬噸，制氫原料依然以煤炭、天然氣等化石能源即非低碳氫為主。其中，煤制氫產量達2124萬噸，約占63.5%。余卓平補充說，“非低碳氫產量占1/3的情況下，低碳氫產量不足3%，可再生能源制氫不足1%。”
他表示，從氫能應用情況看，目前以工業領域為主，交通領域應用正在穩步推進，2020年我國燃料電池汽車累計保有量7729輛。燃料電池汽車的發展也推動了加氫站的布局，近兩年我國新增加氫站數量排在全球首位，到2020年已有128座加氫站在部署建設。
《白皮書》指出，在碳中和目標下，脫碳將成為氫能相關產業發展的第一推動力。到2060年，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源消費中占比約20%。氫能供給結構將從以化石能源的非低碳氫逐步過渡到以可再生能源為主的清潔氫，余卓平表示，“1.3億噸氫氣年需求量，其中1億噸由可再生能源制備。從制氫成本看，2030年可再生能源制氫便有望實現平價。”
余卓平認為，未來氫能可從三方面推動碳中和戰略實施：一是“脫碳”，借助清潔氫和低碳氫實現交通、工業、建筑與發電部門的脫碳；二是“固碳”，利用捕捉的二氧化碳，通過加氫生產合成燃料（甲烷、甲醇等），實現二氧化碳循環再利用；三是“負碳”，通過生物質制氫與CCUS技術結合等方式生產負碳氫氣。
“到2060年，氫能產業發展約能減少15億噸二氧化碳排放，對碳中和貢獻率約13%。”他說。
氫能全產業鏈發展態勢良好
23個省、自治區、直轄市發布相關規劃，石化、鋼鐵行業等紛紛布局
“氫能是我國能源革命重要的探索方向。目前我國已有23個省、自治區、直轄市發布了氫能規劃和指導意見，關鍵核心技術的攻關效果比較顯著，全產業鏈發展的總體態勢良好。”國家能源局監管總監李治表示。
他指出，國家能源局近年來和行業共同配合，組織開展了一系列工作：
一是加強立法和研究，將氫能納入我國能源體系統籌推動。比如，在《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》中，首次將氫能納入能源體系管理，統籌推動氫能產業的發展。
二是出臺政策，引導氫能技術裝備創新。比如，在能源技術創新行動計劃、能源技術創新“十三五”規劃等規劃中，明確支持氫能及燃料電池關鍵技術的研發和示范應用，正在組織編制的《能源技術創新“十四五”規劃》中也將氫能和燃料電池技術列為能源技術裝備的主攻方向和重點任務。
三是推動氫能源的技術創新。去年印發的《關于開展燃料電池示范應用的通知》，以燃料電池為切入點，以技術裝備創新為引領，重點從清潔制氫、氫能儲運、用氫成本等方面研究并提出氫能領域的示范目標和獎勵集成標準，帶動氫能制取、儲運等環節的技術創新。
在能源轉型大背景下，不少企業也大力發展清潔能源，并將氫能全產業鏈作為公司新能源發展的核心業務。
寶武清潔能源有限公司總裁魏煒表示，寶武集團正進一步探索氫冶金這種低碳冶金技術來取代焦炭冶金。他說，集團要實現全方位氫冶金，需要1000萬噸以上綠氫，集團于2019年成立了清潔能源有限公司，清潔能源有限公司除在寶武冶金廠內部開展能源結構轉型外，也在開展風電、光伏產業的相關布局，“當前最重要的工作就是和氫能產業鏈上下游的合作伙伴，以及在產學研的積極推動下，把新技術形成規模化的示范應用。”
中國石化集團公司副總經理凌逸群指出，2019年，中國石化全年生產利用氫氣達350萬噸，占全國比例超過10%。未來，中國石化致力于打造“中國第一氫能公司”，到2025年力爭建成全國最大加氫站網絡，規劃布局油氫合建站、加氫站1000座，建成50萬噸/年非化石能源制氫能力，5年累計綠氫產量超過百萬噸，結合氫制造、氫儲運、氫應用優勢，在氫能交通和綠氫煉化兩個領域發力，綠氫年減排二氧化碳規模1000萬噸以上。
注重基礎研究，提升關鍵材料和核心技術裝備水平
產業尚處技術發展初期，切忌一哄而上、一松而散
“總體來看，我國氫能產業處于全產業鏈關鍵技術初期示范和商業模式的探索階段。”李治指出，當前，我國氫能產業發展還存在一些突出問題，比如部分地區發展氫能產業相對薄弱，氫能和燃料電池關鍵技術裝備發展滯后，相關技術標準和檢測認證和監管體系不健全等。
對此，他強調要繼續提升關鍵技術核心裝備的水平，圍繞氫能存儲、運輸、加注、多元應用等產業鏈，加速突破關鍵材料和核心技術裝備，全面提升基礎研究、前沿技術和原始創新能力，逐步降低用氫成本，改善有關技術標準和檢測認證和監管體系。
多位專家表示認同。徐冠華表示，“長期以來我們注重應用研究，對基礎研究和前沿技術研究重視不夠，現在科學技術成果90%源于基礎研究和其他前沿技術的創新，基礎研究、技術突破所帶來的新理論、新技術和創新，將是解決卡脖子問題的關鍵點。”
特別是在發展低碳清潔氫氣方面，余卓平指出，低碳清潔氫氣產業才剛剛起步，處于技術準備期，此階段預計將延伸到“十四五”中期，其中最大的阻礙是經濟性。
他建議，完善政策支持體系是重點。比如，通過中長期的國家氫能戰略規劃鼓勵電解槽、CCUS以及純化技術的部署，并以財政政策、專項基金方式直接推動其發展；設立氫能源與燃料電池國家重大專項，扎實開展核心材料和過程機理等基礎研究。
為進一步鼓勵低碳清潔氫氣發展，他還建議，探索“制氫電價”“加氫站強制低碳清潔氫氣使用比例”等需求刺激政策，充分鼓勵各類市場主體擴大技術研發和項目規模，如探索“碳稅”等補充政策，制定國際標準和規范，加速基礎設施建設，實現集群式發展等。
此外，不少專家建議要建設氫能產業大數據平臺等綜合服務平臺，積極開展氫能領域的國際合作。
徐冠華認為，氫能產業發展要充分吸取風電、光伏以及新能源汽車發展的經驗和教訓，尤其要避免低端重復開發、資源和資金浪費等現象，切實防止一哄而上、一松而散的現象。
“不能因為氫能源的戰略性而一哄而起，也不能因為發展氫能源的長期性而放棄戰略目標，坐等別國的成果。”他說。
