“运氢、加氢成本如果不下来，制氢潜力的商业逻辑是不存在的”“我们要加强氢电耦合，促进产业的发展”“当前氢能发展仍面临氢气成本高昂的问题，特别是绿氢”……
在广东省人民政府和中国国际经济交流中心近期共同主办的“中国氢能产业大会”上，多位院士从制造成本、运输难点、技术探索、应用场景等角度，共同商讨氢能发展前景。
当前，全球制氢产量1亿吨/年，我国3500万吨/年，占到全世界的1/3，其中煤制氢占54%。在我国氢能产业链中，上游制氢包括工业副产氢，化石燃料、化工燃料、可再生能源制氢等，中游储氢、运氢、加氢环节和下游用氢。其中，燃料电池的出货类型，一是质子交换膜，一是氧化物燃料电池，交通领域主要是质子交换膜，其他领域特别是分布式能源，主要是氧化物燃料电池。
从成本来看，我国煤制氢成本约11—14元/千克，焦炉煤气制氢9—12元/千克，“风光”制氢5度电换成1方氢，55度电对应1公斤氢，电的成本是制氢成本最关键的因素，绿氢生产成本每千克就达15—20元/千克。按照如此参数粗略计算，我国制氢产能没有问题，储运和加氢领域是重要环节，但是，运氢、加氢成本如果不下来，正如很多专家学者以及业界的分析，制氢潜力的商业逻辑是不存在的。
原来业内有一个误解，如果用化石能源制氢，氢能与电力系统之间关系不大。如今绿电制氢大势所趋，氢能和电力系统的联系日益密切。氢能具有能量密度大、清洁高效和大规模长时间储能的优点，电氢耦合是新型电力系统的重要支撑。电氢耦合既能增强系统长时的平衡调节能力以及应对“风光”出力不确定性和极端气侯变化特征下的保供风险，也与电化学储能、抽水蓄能等形成互补效应，提升整体调节能力。
加强氢电耦合，促进产业的发展，一是要提升转换效率、经济性和安全性。二是要突破氢能关键技术，在材料、技术上要加大创新。三是要创新氢能产业发展体系，要培养一批龙头企业，集中突破氢能产业的技术瓶颈，建立健全产业技术装备体系，带动产品创新、应用创新和商业模式创新。
当前氢能发展仍面临氢气成本高昂的问题，特别是绿氢。氢能的实际应用难度极大，关于氢能燃料电池，虽然过去三年成本已下降80%，但目前每千瓦的成本仍在2000—3000元，是锂电池的三倍。这严重制约了氢能产业的发展，特别是材料问题。
氢能及氨氢融合关键材料技术将起到支撑作用，目前氢能储运困难大，广东茂名生产的氢20元/公斤，但运到佛山就涨到了45元/公斤，失去了经济效益。30元/公斤是一个经济成本线，因为1公斤氢气运输100公里的成本就要10元，全世界都未能打破这个瓶颈。如果使用液氨，1000公里运输成本只需0.8元/公斤，而其里面含有17公斤的氢气，极大降低运输成本。如果采用氨氢融合技术，可以解决长距离、大规模输送氢气的问题，大规模扩展氢的应用场景，还可以在商业运输、交通装备、航空发动机、大型工业船舶等领域得到广泛应用。然而，怎么把氨低成本液化成氢气，也是一个很大的挑战。
人类社会经历了木材、煤炭、石油、天然气时代，现在正在进入可再生能源的时代。毫无疑问，氢能从起步到发展，现在也进入了新的历史阶段。上世纪50年代左右，氢能进入到化学工业、合成氨工业、甲醇工业和炼油工业。2000年左右，氢能产业规模经达1000万吨级，现在达到了3500—3600万吨的水平。我国是第一氢能大国，通过我们的能源结构、能源产业发展来看，我国的氢能产业进入了重要的转型时期。
预计未来的氢能产业总体规模，绿氢在2050年或达6000万吨，而总的氢能规模要达到8000万吨以上。未来，氢从源头、过程到终端，绿氢的比重是非常高的，未来发展需要我们认真思考。再是绿氢技术问题，如何规模化制氢，这是一个重要方向，人类社会上最终要实现光解水制氢，现在光电催化耦合在一起的效率是4%、5%左右，希望未来有更大的突破。
新能源，特别是“绿电+绿氢+绿储”，我们认为已经从“浪花”发展到了“浪潮”阶段。到2050年前后，新能源和氢能或许会超过50%。目前，主要发达国家都在从灰氢、蓝氢向绿氢转型，美国制定了中长期发展规划，日本也提出了“氢能社会”构想。
“绿电+绿氢+绿储”或许是新能源中的“黑马”，绿氢或许是“黑马”中的“黑马”。按照中国工程院的研究，我国当前能源结构为“一大三小”，化石能源占比最大，超过80%。预计到2060年，能源结构将转变为“三小一大”，新能源，包括了绿电和绿氢将占主导地位。国家提出了要加快油气与新能源融合发展的战略，也包括绿电和绿氢发展。国家发改委的规划是到2035年建设完成完整的氢能工业体系。未来，到2035年，绿氢工业就像现在的天然气工业一样，拥有完善的管网体系，氢将进入千家万户，进入全国各个企业。
关键材料在未来氢能行业发展非常重要。近年来，各种电解水制氢技术发展非常迅猛，但是耐久性和产业化程度还不够。碱性电解水制氢是目前世界产业化发展最迅猛的，成本也比较低，但要与“风光”结合，还有巨大挑战。各种电解水技术百花齐放，发挥各自优劣势，但不管哪种技术都要围绕进一步降低成本、提升性能、延长寿命等方面努力。
提高这些性能并非易事，PEM电解水制氢技术阳极依赖于贵金属，虽然贵金属这几年成本下降非常快，但贵金属毕竟是贵金属，成本依旧高企。为了保障安全性，目前技术应用中也会使用比较厚的质子交换膜，“厚”除了成本压力大外，对整个性能提升也有一定的限制。从某种意义上说，膜电极本身成本下降、性能提升和寿命延长，是整个电解槽技术甚至电解槽系统的关键所在。材料的发展很大程度上依赖于实验室设备的进步，我们希望未来可以通过机器学习语言和计算模拟，助力材料进一步突破瓶颈。
编辑：王馨垚
