日前，波士頓咨詢（BCG）聯合中國科學院院士、國際氫能與燃料電池協會理事長歐陽明高院士團隊在北京共同發布了氫能產業研究最新成果報告《中國氫能產業展望》。報告聚焦于中國及國際氫能產業的發展態勢，從產業和技術兩個角度進行深入探討，重點聚焦氫能的應用場景與發展路徑、關鍵技術創新方向，并對氫能產業發展進行了展望。
發展氫能勢在必行
隨著極端氣候事件的多發，各國政府對于有效應對氣候變化愈發重視，碳中和更是成為了當前全球重要議題之一。與此同時，包括中國在內的全球各國正在共同經歷第三次能源革命。建立真正可持續、零排放的全新能源體系，推動清潔能源在全球范圍內的系統性發展勢在必行。在此背景下，氫能這一廣泛存在于自然界的清潔能源被賦予了重要使命與意義，氫能產業的發展也備受關注。
“在能源轉型歷程中，氫能這一綠色能源因其零排放、高熱值等諸多優勢，在過去的幾十年中獲得越來越多的關注。”BCG董事總經理，全球合伙人於晨在談及氫能產業發展時表示，“作為積極應對全球氣候變化的國家之一，中國在實現‘3060雙碳目標’愿景的征程中，正不斷為氫能產業發展創造良好的環境。”
國家發改委、國家能源局3月份發布的《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》明確了氫能在中國未來能源結構中的戰略性定位，制定了中國氫能產業階段性發展目標，并首次系統性提出了氫能在交通領域以外的多個規模化應用場景的發展規劃，包括儲能、發電與工業。
氫交通：氫能產業發展“先導”
氫能在交通領域直接作為能源使用是零碳交通的重要組成部分和關鍵技術路徑之一。在不斷進步的燃料電池技術、不斷建設完善的氫能基礎設施、強有力的政策等因素的推動下，氫能交通迅速發展，尤其是長途重載卡車領域。更重要的是，氫能交通將作為氫能產業的先導性應用，打通氫能全產業環節，有效推動整個氫能產業鏈的發展。一旦燃料電池交通應用場景的經濟成本具備市場競爭力，燃料電池汽車將成為短中期內氫能需求的增長引擎。
“燃料電池汽車的最大潛力在于長途重載商用車領域，與純電動重卡相比，燃料電池重卡的補能時間更短、重量更輕且能量密度更高。隨著氫燃料價格的下降和燃料電池系統成本的優化，預計燃料電池汽車的總體擁有成本（TCO）將顯著改善。”BCG董事總經理，全球合伙人葛磊解讀道。
氫儲能：賦能可再生能源應用
以能源載體形式用于儲能和發電被認為是氫能極具前景的應用領域。“在可再生電力為主導的電網系統中，氫能是最理想的長期儲能方式，也是靈活發電的清潔能源。目前，在燃氣輪機的摻氫和純氫發電、鍋爐的摻氫摻氨發電、燃料電池熱電聯供等領域，已有豐富的探索和商業實踐。”BCG董事總經理，全球合伙人王海旭表示，“盡管在技術和成本等方面仍存在一定挑戰，但氫能的能源化應用場景正在迅速發展，并帶動產業的大規模增長。”
以氫能為核心的化學儲能系統涵蓋了氫氣制備、儲運以及以氫為燃料的發電。氫儲能應用的核心是氫與其他能量形式（尤其是電）之間的轉換。在雙向的“電-氫-電”（P2G2P） 過程中，富余的可再生能源發電，通過電解制氫系統制備氫氣，然后將氫氣儲存下來，再用于燃氣輪機或燃料電池發電：整個過程中沒有碳排放，僅產生水和熱量作為副產物。而在單向的“電-氫”（P2G）過程中，儲存下來的氫氣則可作為一種商品進行運輸，并在工業和交通等多領域得到利用。
電網系統的容量和靈活性可以通過氫儲能在發電側、電網側和用電側的部署得到提升和優化。在發電側，氫儲能通過“電-氫-電” 過程可以促進可再生能源的消納，平抑出力波動、縮小與計劃出力的誤差。氫儲能還可用于電網側的調峰輔助、負載均衡，以及在用電側作為靈活性資源參與需求響應、用于峰谷套利、作為備用電源以及離網電源使用。
氫工業：低碳轉型得力推手
氫氣在工業領域具有成熟的應用基礎，多年來一直作為工業原料廣泛應用于各個領域。而近年來，隨著工業脫碳趨勢的發展，“綠氫替代灰氫”的浪潮開始涌現。現有的氫氣運輸、儲存和利用的基礎設施將有效地促進綠氫在工業領域的快速應用和落地。要實現對灰氫的大規模替代，綠氫的成本競爭力至關重要。
綠氫和灰氫的成本平價趨勢，將主要來自四大因素的推動：電解槽成本降低，可再生能源電價下降，電耗水平優化和碳稅的出臺。
技術創新推動氫能產業發展
從全球能源革命背景下新舊能源轉換的角度來看，氫能常被比作 “零碳石油”，替代石油作為化石能源和化工原料的雙重價值，承載起石油天然氣在全球能源貿易網絡中的關鍵角色。從二次能源的角度來看，氫能就是電的 “硬幣另一面”，是電的另一種可存儲、可運輸的形式。在氫能產業當中，氫交通、氫儲能、氫工業的每一種場景的商業化都將推動萬億級市場的遞進增長。而在將氫能宏大的戰略價值轉化為商業價值的過程中，需要價值鏈、產業鏈、技術鏈的全方位規劃與發展。
“氫能產業鏈的發展，需要各環節長期的技術創新與突破，來解決全行業所面臨的技術成本高、能量轉化效率存在瓶頸、安全性管理缺乏體系、數字化水平低等問題。”院士團隊楊福源教授表示，“持續的技術迭代，以及跨行業的技術創新，正在為氫能產業注入加速發展的支撐與源動力。”以制氫領域為例，近年來正持續受到市場和資本的關注。盡管堿性電解水制氫技術（AEC）被認為是相對成熟的技術，但仍需要產業參與者面向全新的綠氫場景，進行系統性技術創新，以場景落地推動產業鏈發展，進而真正推動氫能產業發展。
中國科學院院士、國際氫能與燃料電池協會理事長歐陽明高指出，“氫能是第三次能源革命的主題。氫能產業在碳中和的時代背景下，已經迎來新的發展浪潮，在政策、技術、市場、資本等多方的合力推動下，全球氫能產業鏈各環節都將實現全方位的突破發展，在未來十年構建出萬億級新能源市場，成為推動全球能源綠色低碳轉型的新動能。”
來源：國際商報
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