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“氫能及燃料電池具有廣闊的應(yīng)用前景，目前正處于大規(guī)模商業(yè)化的早期階段，國家首批燃料電池汽車示范城市群的正式啟動將大大加快氫能和燃料電池的自主化和商業(yè)化進(jìn)程?！奔幽么髧夜こ淘涸菏咳~思宇在最近舉行的2021聯(lián)合國開發(fā)計劃署氫能產(chǎn)業(yè)大會院士論壇上指出，在產(chǎn)業(yè)商業(yè)化仍面臨嚴(yán)峻成本挑戰(zhàn)的背景下，整個產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模和技術(shù)
在碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)下，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展備受關(guān)注。與會院士一致認(rèn)為，目前氫能產(chǎn)業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)化初期，產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展離不開持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和“政產(chǎn)學(xué)研用”的密切合作。
在減排和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用
在降碳的目標(biāo)下，氫能和燃料電池除了在交通領(lǐng)域大放異彩外，還將在工業(yè)、發(fā)電、民用等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。與會專家普遍認(rèn)為，氫能和燃料電池作為一體化產(chǎn)品，是未來能源技術(shù)革命的重要創(chuàng)新和應(yīng)用方向，將在減排和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
中國科學(xué)院院士郭烈錦認(rèn)為，碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的本質(zhì)是二氧化碳的減排。目前，我國碳排放的主要來源包括工業(yè)、發(fā)電、建筑和交通。隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，未來幾年二氧化碳總排放量仍將上升?！爸袊谑澜缟献疃痰臅r間內(nèi)實現(xiàn)巨大的碳減排是一項極其艱巨的任務(wù)?！?/span>
“氫能產(chǎn)業(yè)鏈非常長，包括氫氣的制取、儲運、供應(yīng)和終端應(yīng)用。無論是燃料電池汽車、飛機(jī)、無人機(jī)、發(fā)電、民用等領(lǐng)域，都有非常廣闊的應(yīng)用空間?！比~思宇認(rèn)為，隨著可再生能源需求的進(jìn)一步改善，氫能也將在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用?？稍偕茉磁c氫能的結(jié)合可以有效抑制間歇性和季節(jié)性的缺點，保證優(yōu)質(zhì)電力的生產(chǎn)；同時，電解水制備的氫氣不僅可以用于交通領(lǐng)域的節(jié)能減排，還可以用于工業(yè)等民用領(lǐng)域。
郭烈錦進(jìn)一步指出，在降碳的背景下，氫能可以穩(wěn)定能源供應(yīng)，確保能源安全和多維降碳。從能源安全的角度來看，綠氫部分替代油氣可以緩解油氣燃料的安全供應(yīng)問題；從碳的角度來看，氫可以幫助許多領(lǐng)域脫碳，固碳甚至實現(xiàn)負(fù)碳。
專家呼吁關(guān)注硬技術(shù)
如何更好地發(fā)揮氫能的多重作用？郭烈錦認(rèn)為，行業(yè)應(yīng)更加注重硬技術(shù)，促進(jìn)核心技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。
“目前，氫能產(chǎn)業(yè)鏈從制取、儲存到應(yīng)用都有許多技術(shù)環(huán)節(jié)需要創(chuàng)新和發(fā)展?！比~思宇認(rèn)為，燃料電池汽車示范城市群政策特別強(qiáng)調(diào)，缺乏核心技術(shù)和關(guān)鍵部件是行業(yè)需要密切關(guān)注的重要方向，將大大促進(jìn)燃料電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
以氫能上游制氫端為例，郭烈錦認(rèn)為，在示范城市群政策的推動下，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好。但客觀上，可再生能源制氫成本占比高，綠氫富裕區(qū)與應(yīng)用區(qū)嚴(yán)重錯位，導(dǎo)致綠氫制取和儲運價格居高不下。“太陽能水電解制氫技術(shù)可以實現(xiàn)高效清潔的資源回收利用。五年內(nèi)，中國有可能走出產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用的道路，未來將形成以氫電為主的能源體系?！?/span>
面對氫能產(chǎn)業(yè)鏈的成本、儲運等挑戰(zhàn)，國內(nèi)外開始研究氨作為氫介質(zhì)。澳大利亞工程院院士程一兵表示，氨不僅是一種便于安全運輸?shù)膬浣橘|(zhì)，也是一種可再生零碳燃料，對硅酸鹽建材和火力發(fā)電行業(yè)實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和具有重要意義。
據(jù)報道，目前我國年氨產(chǎn)量高達(dá)1.8億噸，合成技術(shù)成熟，運輸安全標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對完善，發(fā)展條件良好。但程一兵也提醒說，氨作為燃料應(yīng)用也存在技術(shù)挑戰(zhàn)，如內(nèi)燃機(jī)燃燒時氨難點火，加熱值不高，需要進(jìn)一步研究和克服。
政產(chǎn)學(xué)研用要緊密結(jié)合
“從某種意義上說，制氫、儲氫和燃料電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化是突破的重要方向，也是業(yè)界公認(rèn)的卡脖子環(huán)節(jié)?！比~思宇認(rèn)為，從燃料電池的整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，這涉及到材料科學(xué)、電子工程、整車集成等領(lǐng)域。因此，燃料電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展不是一個簡單的材料或應(yīng)用問題，而是一個系統(tǒng)工程，任何單一領(lǐng)域的突破都不能完全解決工業(yè)化的瓶頸。
“同時，從上游材料研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化到終端應(yīng)用，涉及多層次的項目驗證，這些項目驗證過程中的密切合作也非常重要?！比~思宇建議，政府應(yīng)適當(dāng)指導(dǎo)和鼓勵整個項目驗證過程，促進(jìn)整個產(chǎn)業(yè)鏈的項目驗證。同時，要加強(qiáng)以產(chǎn)業(yè)化為導(dǎo)向的“政產(chǎn)學(xué)研用”的密切合作，促進(jìn)氫燃料電池的持續(xù)技術(shù)進(jìn)步。
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