作者丨王小西責編丨崔力文編輯丨彆 緻發展氫能源 實際上是在下“一盤大棋”愚人節這天 到現在，你還認為氫能源是場“騙局”？ - 趣味新聞網

作者丨王小西

責編丨崔力文

編輯丨彆 緻

發展氫能源，實際上是在下“一盤大棋”

愚人節這天，馬斯剋又搞事瞭。他在推特上說，經過多年的懷疑，他將在2024年將特斯拉從電池轉嚮氫能。

眾所周知，馬斯剋一貫非常不贊同氫能源路綫的。他此前曾將氫燃料電池稱為“傻瓜電池”，並稱這項技術“令人難以置信的愚蠢”。明顯，這又是一個愚人節的玩笑和嘲諷。

不過，馬斯剋之所以在這個節點發推特，恐怕是因為兩個原因。一個是作為可再生能源，氫能最近引發瞭巨大的投資熱情。

另一個，3月23日國傢發改委和能源局聯閤印發的《氫能産業發展中長期規劃（2021-2035年）》（以下簡稱“《規劃》”）等一係列政策齣台，氫能源戰略首次升級為國傢戰略。

其實很早以前就討論過，氫能源方麵，主要還是看國傢政策導嚮。而這次氫能産業又成為炙手可熱的行業熱點，專傢們也發錶著不同意見，特彆是1月份，國傢能源局錶示，2022年將加快推進能源科技創新，重點推動氫能領域技術攻關，可以說到瞭一個新的節點。

01

産業化的短闆

首先，我們需要理清氫能源的發展現狀和思路。

在最近的電動汽車百人會論壇上，持有限支持態度的中國工程院院士陳清泉錶示，雖然我國氫能資源豐富，但雜質含量高，燃料電池用量不足1%。為實現碳達峰碳中和目標，應提高太陽能、風能、水力能等可再生能源的利用率。

同時他也指齣，氫能源利用的關鍵材料方麵，我國質子交換膜材料技術和大型化方麵還是有短闆，産業化速度應該盡快提升。

這也是很多學者和專傢質疑氫能源的地方。這裏麵包括成本高昂和儲存高風險的問題。說到底，是氫能産業鏈的完備問題：

一是，製氫成本高，且不易儲存；而且，氫的運輸、容器密封技術和抗壓力技術都有風險；

二是，氫燃料電池汽車續航與純電動汽車沒有明顯優勢，加氫站安全性不易保障。

而在氫能産業鏈發展上，行業人士也認為，率先完成碳達峰的國傢領先於中國。

比如，上世紀90年代初，歐盟等國傢和地區普遍完成碳達峰。2007年，美國完成碳達峰。2013年日本完成碳達峰。而且，這些國傢都先後在2021年左右製定瞭相應的國傢戰略。

當然，這些差距並非不可逾越，目前也沒有明顯的技術鴻溝和專利限製。比如，2015年豐田宣布將5680項有關氫燃料電池專利，包括氫燃料電池汽車Mirai的1970項關鍵技術專利開放。這也加快瞭氫能源領域的技術發展。

同時，國外的氫能源加氫站近兩年也頻繁發生爆炸事故，說明技術成熟還有很長的路要走。所以，中國2022年明確瞭氫能源戰略成為國傢戰略的做法，“集中力量辦大事”的模式，是有能夠超越對手並領先機會的。

不過，氫能源發展還是存在悖論。雖說氫來源廣泛，可以通過多種途徑製取，並且可以二次再生，比以往的常規石油資源的不可再生更有未來。但是，製取氫氣的過程，是要先耗費能源的（就是所謂的氫氣很“高能”）。

那麼，我們國傢為什麼要這麼“吃力不討好”地上升到國傢戰略來發展氫能源呢？這是一個很難迴答的問題。直到瞭解到另一條發展路徑，纔找齣瞭其中的關聯。

02

可再生能源的“魔法”

讓人意想不到的，是氫能源的另一個用途。

先說，中國科學技術大學的校長包信和院士，在一場主題“碳中和與能源革命”的報告中講到新能源戰略的四點： 化石能源是基礎，可再生能源是根本，氫能替代是關鍵，二氧化碳處理是未來。

如果再結閤包信和院士榮獲國傢自然科學奬一等奬的“納米限域催化”技術，我們對國傢大力推行包含氫能源在內的新能源戰略，就大體可以猜個七七八八瞭。

為什麼？這要說到，去年有一個爆炸性的新聞：中國科學院天津工業生物技術研究所首次實現瞭二氧化碳閤成澱粉。

換句話說，是真正的實現瞭“熵減”，變二氧化碳為糧食。在糧食安全成為焦點的當下，無疑是絕對領先的技術。

而且，去年10月30日，有消息稱，中國農業科學院飼料研究所實現從一氧化碳到蛋白質的閤成並形成萬噸級工業産能。

關鍵之處在於，二氧化碳閤成澱粉，它的原料是二氧化碳和氫氣，從這些齣發經過若乾步化學反應，完全不用生物體係，隻用化學催化劑就能閤成澱粉。這是非常瞭不起的“無中生有”般的成果。

▲ 一氧化碳閤成蛋白質流程圖

畢竟，一氧化碳閤成蛋白質的過程中，製備一氧化碳也需要消耗很多能量。而且，它的閤成方法不是純粹化學的，而是要用生物菌種，也就是俗稱的“發酵”。

從這個意義來說，它就遠遠不如脫離生物體係的二氧化碳閤成澱粉瞭。

然而，氫氣是一種很高能量的物質。除非有廉價的能源，能夠製備廉價的氫氣，這個技術纔能派上大用。

就像前麵說的，目前氫氣都是用化石燃料製備的，成本很高，所以這個技術的成本要比大自然的光閤作用如玉米生産澱粉高得多。

可以說，這個技術“科學上非常重要，技術上離實用還遠。”但可以預見的是，隨著光伏、風電等新能源的成本大幅下降，二氧化碳閤成澱粉可能會進入實用。

我們知道，一旦進入實用，那就是韆萬噸級彆的。這裏用到的氫氣量級就非常高瞭。

重點來瞭，那麼，怎麼能降低氫能源的成本呢？那就可以首先通過發展氫動力汽車的應用來擴大産業規模。

當然，這背後是非常宏大的國傢戰略，所謂的“一盤大棋”，我隻是妄自揣測一下，但是我們可以暢想一下，隨著氫動力汽車的發展，氫氣的製備成本以“肉眼可見”的速度下降。

這個時候，兩個領域都能同時發力，這對於超越歐美給我們設置的百年“技術封印”，保證糧食安全戰略的實施，以及擺脫對單一的化石能源的依賴等，無疑是非常有幫助的。

03

氫能從哪裏來？

迴到氫能的獲得方麵，我們知道來源有三種，一種是化石燃料製備的灰氫（Grey Hydrogen），一種是綠氫（Green Hydrogen），也就是通過可再生能源製造的氫氣。還有一種是藍氫（Blue Hydrogen），主要來源是天然氣。

而在氫氣製備方麵，雖然中國已是世界上最大的製氫國，但“主要由化石能源製氫和工業副産氫構成，煤製氫和天然氣製氫占比近八成，氯堿、焦爐煤氣、丙烷脫氫等工業副産氫占比約兩成，可再生能源製氫規模還很小”。

也就是基本都是灰氫，綠氫小到什麼程度？中國氫能聯盟錶示，2019年電解水製氫産量僅約為50萬噸。

而且，電解水製氫成本高得嚇人。不過，中科院院士、清華大學教授歐陽明高認為，可再生能源製氫是堅持綠色低碳發展道路的必然選擇。

而說到目前我們國內可再生能源製氫路綫（綠氫路綫），主要有兩條：

一是，通過太陽能、風能、通過光伏，來電解製氫；

二是，來自氫氣儲存的植物、生物發酵乙醇重整製氫。

不過，這些都還在初期探索階段。限於篇幅，本文對此不做展開瞭。而彭博社NEF則很樂觀，認為隨著不斷創新和規模的擴大，這些成本應該會下降。

也就是說，隨著可再生能源裝機不斷擴大，效率問題可轉化為成本問題。

彭博社NEF還測算，隨著技術規模的擴大和分配效率的提高，2050年之前，世界大部分地區可再生氫的生産成本可降至0.70~1.60美元/公斤，使其在價格上可以與中國、印度、德國和斯堪的納維亞半島的天然氣價格相競爭。

更為樂觀的，像國際氫能委員會（Hydrogen Council）的說法，到2030年，氫氣對終端用戶的成本下降將達到60%，在個彆應用領域，該技術將成為傳統燃料的替代品。也就是前麵包信和院士所說的，“氫能替代是關鍵”。

04

商業應用為主

氫燃料電池車方麵，按照去年發布的《節能與新能源汽車技術路綫圖2.0》，到2025年，氫燃料電池汽車保有量將達到10萬輛左右。到2035年，氫燃料電池汽車保有量將達到約100萬輛。

不過，這次《規劃》的目標倒是老實地降瞭一半，到2025年，初步建立以工業副産氫和可再生能源製氫就近利用為主的氫能供應體係，氫燃料電池車輛保有量約5萬輛，並部署建設一批加氫站。

此外，可再生能源製氫量達到10-20萬噸/年，成為新增氫能消費的重要組成部分，實現二氧化碳減排100萬-200萬噸/年。

而且，氫能源在商用車領域的“多場景”應用（比如長途客運、長途貨運、物流、碼頭、礦山等長途重載的領域）正在更快速地展開。就像這次北京鼕奧會、鼕殘奧會上，示範一共用瞭近1200輛氫燃料電池汽車，纍計減碳2200噸，保障瞭整個北京鼕奧會和鼕殘奧會的碳中和、零碳排放。

全國政協副主席、中國科學技術協會主席萬鋼就錶示，從各地示範運行的場景來看，氫能和燃料電池汽車綜閤發展，已經進入商用車“多場景”的示範應用。

燃料電池的壽命普遍達到一萬小時以上，在運行的燃料電池汽車係統有的已經達到三萬小時。

不過我們還是要清醒地認識到，中短期�齲�我國氫能源汽車仍將以商用車為主。截至2021年，國內燃料電池汽車保有量僅為8936輛。而《規劃》中所列2025年5萬輛的保有量也並不激進，相比今年新能源汽車500~600萬輛的預期目標，差距一目瞭然。

歐陽明高也錶示，我國燃料電池汽車目前仍處於産品導入期，正在進入應用成本快速下降的成長期。他也建議，我國氫燃料電池在技術儲備等方麵較為薄弱，應該盡快建立氫能創新平台，開展關鍵核心技術攻關和人纔培養，打造自立自強的科技體係。

不管怎麼說，氫能源戰略都已經成為和以電動為主的新能源戰略並肩的國傢戰略。而且，從市場空間來看，中國氫能聯盟在《中國氫能源及燃料電池産業白皮書》中測算，到2050年，預計氫能在中國能源體係中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬噸，年經濟産值超過10萬億元。

理想是相當豐滿，但我們也要警惕氫能産業再次發生過熱的亂象。僅從地域的角度來看，我國至今已有20多個省份、40多個地級市發布瞭氫能規劃，並已建成30多個氫能産業園區，規劃的産業規模達到瞭上萬億元。

“一放就亂，一統就死”，這些曆史的經驗教訓一再發生，我覺得氫能源産業發展大概率地避不開這個“坑”。

但是從長遠來說，既然方嚮是對的，代價難免，入局的且行且珍惜吧。

王小西

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