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11月末，北京初冬的寒冷難以掩蓋氫能市場的火熱。延慶鎮慶園街919路公交總站，工作人員向新能源大巴車內注入氫氣。這是中國石化新建的一座加氫站。
氫氣行業在政策推動下站上了風口。業界人士透露，氫能頂層設計文件有望于近期出臺。調查結果顯示，化石能源制氫占比超過六成以上，但其存在碳排放過高的“灰氫難題”。隨著清潔能源產業的迅速發展，電解水制“綠色氫氣”迎來了曙光。
政治上的支持
此外，“延慶區還有兩座加氫站正在抓緊建設，與加上此前建成投產的中國電力中關村延慶加氫站以及距慶園街約5公里的北京石油王泉營加氫站，5座加氫站將共同承擔冬奧會的氫能保障工作，屆時可實現日加注氫氣6.2噸。”以上加氫站負責人介紹，慶園街加氫站每天可以為80輛12米的公交車提供加氫服務，日供氫能力可達到1500公斤。
中國石化董事長馬永生說，公司將氫能作為新能源核心業務加快發展，今后五年，初步規劃總投資超過300億元。“十四五”期間，中國石化加氫站計劃建設1000座，加氫服務能力達到每年20萬噸。目前，中國石化擁有3萬個加油站，具有發展氫能源業務的優勢。
制定政策，推進充電、加氫等設施建設，引導和鼓勵氫能電池產業的發展。與此同時，為深入打好污染防治攻堅戰，將實施清潔柴油車(機)行動，推進氫能電池汽車示范應用，有序推廣清潔能源汽車。
交通運輸部于11月18日發布了《綜合運輸服務“十四五”發展規劃》，提出要加快充換電、加氫等基礎設施的規劃和建設。北京、山東等地紛紛出臺氫能產業發展規劃和實施方案，制定了具體建設目標。按照《北京市氫能產業發展實施方案(2021-2025年)》，到2025年前培育10-15家具有國際影響的產業鏈龍頭企業，京津冀地區累計實現氫能產業規模1000億元以上。
據中國氫能聯盟統計，到2025年，我國氫能產業產值達到1萬億元，氫氣需求量近6000萬噸，二氧化碳減排7億噸左右。
氫能具有清潔低碳、高熱值、高轉化率等優點，是一種很有發展前途的二次能源。在能源領域，發展氫能對節能減排、深度脫碳、提高利用率具有重要意義。氫能源產業鏈涉及到上游制氫、中游儲運和下游應用等多個環節。
開發綠色氫氣已成為共識
在寶豐能源光伏制氫工廠，標有“綠氫H2”“綠氧O2”的大型儲氣罐在陽光下矗立,車間內設有多個氫分離器，氫氣純化裝置整齊排列，離工廠1公里遠的地方，光伏發電板鑲嵌在曠野中。
寶豐能源項目負責人王箕榮說，成片的光伏發電板組成20萬千瓦光伏發電裝置，再加上產能為每小時2萬標方氫氣的電解水制氫裝置，共同構成寶豐能源氫能產業項目。
他說：“光伏發電作為動力，利用電解槽來制造‘綠色氫氣’和‘綠氧’，進入寶豐能源的烯烴生產系統，取代以前的煤炭。”“綠色氫氣”的制造成本只有0.7元/噸。王箕榮預計，到年底，該項目將有30臺電解槽投產，全部投產后，年產量達2.4億標方“綠氫”和1.2億標方“綠氧”，減少煤炭資源消耗38萬噸，減少二氧化碳排放約66萬噸。今后，公司將全面發展制氫儲能、儲氫、加氫站建設，并通過與城市氫能源示范線協作等方式拓展應用場景，實現氫能全產業鏈的一體化發展。
綠氫是由可再生能源轉化為電能電解水后制氫的一種。電解技術主要有堿水解工藝、質子交換膜(PEM)電解水技術和固體氧化物電解工藝。
三月，隆基股份和朱雀投資合資成立了氫能公司。隆基股份的總裁李振國表示，開發“綠色氫氣”需要從降低電解水制取設備和光伏發電成本入手。提高電解槽效率，減少電力消耗。隆基股份的“光伏+制氫”模式，選擇堿性水電解技術為發展方向。
“在設備制造成本方面，質子交換膜電解水電極材料選用鉑、銥等貴金屬，設備制造成本高。在電解液中，采用鎳作電極材料，大大降低了成本，能夠滿足未來電解水制氫市場的大規模需求。”李振國說，近10年來，堿水解設備的制造成本已經降低了60%，今后還可以通過技術和生產裝配工藝的升級，進一步降低設備制造成本。
對于降低光伏發電成本，李振國認為主要包括兩個方面：降低系統成本，提高壽命周期發電能力。“一年中光照時間超過1500小時的區域，隆基光伏發電成本就能達到每度0.1元。”
聯美控股計劃在氫儲存和加氫站等方面進行規劃。聯美控股總工程師武海濱說，氫能源的發展機遇主要體現在交通、燃料電池和儲能等領域，氫能市場將會成為萬億元甚至十萬億元規模的一個大市場。
加氫站設備供應商厚普股份的董秘胡莞苓說，厚普股份加大了對氫能源領域的投資，在加氫站設備領域已經成功地研發了多項核心零部件，并取得了不錯的經濟效益。目前，厚普股份在加氫站建設方面，已逐步形成了從設計到零部件研發、生產、成套設備集成、加氫站安裝調試、售后服務等全產業鏈的服務能力。“厚普股份和中國石化在加氫站的建設上進行了直接合作，將繼續深化和完善產業鏈，目前正在研究開發低壓固態儲存設備和活塞式氫氣壓縮機等。”胡莞苓說。
中泰股份專注氫能儲運。公司董秘周娟萍表示，氫儲運需要將其液化。公司的板翅式換熱器已在大型制氫實驗裝置中采用。氫氣液化是深冷技術的制高點，也是公司研發的立足點。“‘綠氫’方面，將依托我們的工程能力，與電解水廠家合作，將氫液化后儲運。總體思路是降低提純、液化成本，解決運輸問題。”周娟萍說。
另外，美錦能源將把上游供氫、中游設備制造及下游運營建設成產業平臺，為后期清潔能源產業發展提供支持。
突破資源共享瓶頸
當前，我國氫能產業發展還存在許多制約因素。
有研科技集團首席專家蔣利軍表示，從氫氣生產環節來看，目前較為成熟的制氫方法有堿性水電解、水煤氣和重整制氫等，而PEM等新型電解水制氫方法正在加速推進。“我們的堿水解氫設備雖然有一定的成本優勢，但能源效率較低，綜合能耗為5~5.5度，國外可控制在5度電以內。”
氫氣儲存是當前氫能工業發展的瓶頸。蔣利軍認為，理想的氫氣儲存方式需要儲氫密度高、吸收快、放氫速度快、使用壽命長、安全性好、成本低。“當前，高壓儲存氫氣技術在燃料電池汽車上得到了廣泛應用。高電壓儲存技術雖然可以滿足燃料電池汽車行駛500公里的要求，但是仍然需要降低成本，提高儲氫密度。”但氫燃料電池的關鍵材料，氫氣循環泵等設備依賴進口，存在技術壁壘，燃料電池的可靠性也亟待提高。
氫能源產業鏈長，涉及的核心技術多。許多核心技術，如燃料電池、PEM制氫、液儲、碳纖維材料等，都與國際先進水平有較大差距，中集集團總裁戰略顧問鄭賢玲表示。
國家金證券分析師張帥認為，我國氫能產業鏈已經有了較大的發展。氫能源產業的發展是一個循序漸進的過程，其中包括“足夠量的氫”“足夠量且廉價的氫”，以及“量足而廉價的‘綠氫’。
提出以應用為導向，以系統整合為主線，加速物料及零部件的自給自足，以企業為主導，以資金為紐帶，聚集國內優勢企業，建立協同創新聯盟，上下游緊密結合，資源共享，快速研發；燃料電池汽車與分布式電站同步開發，分布發電與可再生能源微電網緊密結合。前期試驗車不足時，宜在加氫站建混合站，用油養氫。
氫能核心技術已經具備規模化生產的條件，基本實現了閉環。通過物聯網系統，PEM制氫，將可再生能源和氫氣耦合，可以獲得更高的綜合效率。鄭賢玲表示。
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