氢能是未来能源转型的关键

氢能是未来能源转型的关键

王前仁

中国石油天然气股份有限公司甘肃酒泉销售分公司 甘肃 酒泉735000

摘要：目前，氢能技术及产业发展成为世界范围内持续关注的热点，关于氢能发展路径和未来趋势的探究与争论愈演愈烈。从全球范围来看，日本2020年出台“绿色成长战略”，预计到2050年实现氢气发电成本小于天然气发电成本。美国是最早将氢能作为能源发展战略的国家，政府近10年的资金投入规模超16亿美元。英国2021年出台“国家氢能战略”，力争到2030年将氢能在国内高污染、高能耗型行业脱碳方面发挥重要的作用。全球许多国家高度重视氢能发展，先后出台政策，大力支持氢能技术和产业的发展。

关键词：氢能；能源转型；关键

1氢能概述

氢能来源多样、应用广泛、清洁环保，被誉为“21世纪终极能源”。在碳中和、碳达峰的背景下，大力发展氢能是应对温室效应等气候问题、实现全球“双碳”目标的可持续途径之一。在全球能源转型的背景下，氢能可实现能源体系的再整合，不仅可应用于清洁发电，还能平衡电力需求与可再生能源之间的波动，是终端利用的重要方向。但作为最具发展潜力的氢能，其产业发展同样会面临很多问题，目前研究的氢燃料电池以及氢燃料发动机、氢能汽车的产生与应用都离不开氢能这一清洁能源。氢能是一项洁净再生能源，它的应用范围广泛，从氢燃料电池到氢燃料发动机，再到氢能电动汽车，都离不开氢能的支持。尽管目前氢燃料的关键技术已经取得了重大突破，但仍需要进一步改进和提升，以使其产业化技术达到成熟水平。清洁能源产业的发展不但有助于地方经济的增长，而且还能够推动清洁能源产业的集聚化，从而形成一个双向互利的发展格局。

2发展氢能是大势所趋

建立可持续的氢经济是一项巨大的工程，需要经济与政治领域的共同努力。制定政策指导原则是必不可少的，以确保企业能够获得规划的确定性，并使企业确信投资于氢能发展是经济可行的。据专家预测，单就德国而言，到2030年其氢能源需求预计将增至53～90TW・h，这要求建立起规模达22～37GW的电解设备装置来专用于绿氢的生产。然而，目前可再生能源的供应水平还无法充分满足如此庞大的产能需求。氢能源的短缺将对交通、热能生成乃至工业应用等诸多领域造成重大制约，限制其能源利用效率和发展潜力。因此，德国适时更新国家氢战略，并采取包容多元技术路径的举措，受到了广泛的欢迎。这一战略不仅着眼于绿氢，同时也重视蓝氢的发展，即通过捕获并在生产过程中分离出的二氧化碳来实现天然气制氢的减碳化，蓝氢目前在成本上较绿氢更具优势。蓝氢生产的灵活性尤为关键，因为它能够借助现有的基础设施进行快速扩产，或是利用创新技术高效建造新的大规模生产能力。碳捕集与储存（CCS）技术作为过渡性解决方案，扮演着桥梁角色，加速推动氢能源生产的规模化扩张。面对未来巨大的氢需求预期，迅速采取行动，利用蓝氢和绿氢的综合策略，结合CCS技术，对于实现氢能经济的快速增长和深度脱碳目标至关重要。

3氢能转型发展的关键措施

3.1完善国家层面的支持力度

（1）坚持战略定力，立足产业发展基础，适时推出全国性补贴。近年来，尽管中国在电解水制氢、储运、燃料电池方面的成本降幅高达50%，但目前整体技术相对落后，技术研发仍是当前的重中之重。据国际可再生能源署（IRENA）预测，2030年，全球绿氢成本有望降至1.5～3.0美元/千克，因此，中国需大力支持技术研发突破，降低绿氢成本，抢占氢能发展先机。充分吸取中国光伏产业发展的经验教训，待技术进入瓶颈时期后，适时推出全国性补贴，可避免企业为了补贴扎堆入局而造成资源浪费。（2）完善政策体系，试点补贴制氢环节。绿氢成本的50%在制氢端，30%在储运环节，因此，制氢端降本是源头动力。从其他国家经验来看，绿氢市场需要需求侧政策支持才能发挥潜力，尤其是降低绿氢生产过程中的电力成本和电解槽成本。目前，中国制取绿氢环节政策缺失，可充分借鉴“3+2”城市群的经验，选取几个可再生能源资源丰富的地区，集中实施可再生能源制氢示范项目，制定绿氢项目专项电价政策、绿氢税收抵免政策，为绿氢设备的制造提供补贴。

3.2加强燃标委归口下标准的融合

根据整体网络与三子网络连通性的相关分析结果可以看出，氢能产业多数标准间信息的联系不足，传递距离较远。在这种情况下，未来新加入网络中的氢能标准，应格外注意借鉴和吸收已有标准的知识，将隶属于同一网络的已有标准作为规范性引用文件，提高标准文件的互相支持性和知识流动性。再结合燃标委子网络在凝聚性分析中存在派系规模小数量少的问题，其作为专研燃料电池与液流电池的技术委员会在标准内容方面集聚性是较好的，因此可以通过增强燃标委归口下标准间知识交流，加强新加入标准与领域内标准的融合，提升燃标委归口下紧密联系“小团体”的数量与紧密程度，提升整体标准引用网络的连通性与稳定性。总而言之，注意氢能产业领域，尤其是燃标委归口下新旧标准之间的联系，增加标准引用，可以提高网络凝聚性与连通性，让信息可以快速准确的传递，不仅有益氢能产业发展，对于标准起草单位而言也可以节约成本和精力。

3.3整合资源

探索开展风光发电制取绿氢试点：通过风光发电制取绿氢，推动风光氢储协调发展，提高能源综合利用效率。产业融合：促进氢能与交通、供暖、化工、冶金等行业有机融合，提高经济社会效益。液氨储氢：因氨比氢更高效且更容易液化及储运，要重点发展液氨储氢技术，为氢能储存和运输提供新的解决方案。综合能源站建设：推进“加油-充电-加氢”综合能源站和“制氢—加氢”一体化示范站建设，满足多样化的能源需求。特种机械应用：推广氢能公交、物流车、环卫车等，加速氢燃料电池在特种机械上的推广应用，减少对传统能源的依赖。探索建设近零排放的氢冶金钢铁工艺示范项目：通过探索近零排放的氢冶金技术，推动钢铁行业的绿色发展。

3.4建立健全氢能安全管理机制

目前，国家层面还没有针对氢气出台专门的氢安全生产及管理办法，现有监管体系主要是在危化品监管框架下运行，在现有法律框架内，可能导致管理部门、管理范围、审批流程、具体要求、相关许可等不明确，部分地方针对产业发展中的具体问题，探索出台了地方性法规，各地管理也不一致，比较混乱[26-27]。建议：①在国家层面，统一制定氢能产业安全监督与管理办法，明确氢能审批、生产、运营、管理的相关要求，落实安全主体责任，建立健全安全监管措施、目标考核和追责机制；②研究各应用场景的氢安全机理，梳理氢气在制备、存储、运输、压缩、加注、使用等各环节的安全风险，做好安全评估，完善氢气各环节安全技术标准、操作规范、处置策略，加强安全技术培训，提高人员素质；③加大氢安全生产智能监控的投入，积极利用工业互联网、大数据、人工智能等数字化、智能化手段，构建氢能运营安全智能监控平台，及时排查隐患，提升应急管理水平；④在有条件、有基础的地区试点氢能产业监管沙盒制度，完善氢工业新技术、新业态、新模式的安全监管方式，放宽对尚无安全标准领域的限制，确保现有监管体系不会阻碍产品创新与新技术投入市场。

4结束语

氢能之所以被视为减碳路径上的关键基石，是因为它在多个难以脱碳的行业中扮演着无可替代的角色。在这些领域，传统的高碳排放工艺难以仅凭现有技术彻底改变，而氢作为清洁的能源载体，提供了深度脱碳的可能性。通过氢气作为还原剂或能源，可以显著降低这些行业的碳足迹。虽然氢能普及的道路可能比预期更为漫长，但它对于保障地球的长远繁荣与生态平衡至关重要。通过国际合作、持续投资以及政策引导，我们有望逐步克服现有挑战，推动氢能成为现实中的清洁能源支柱，引领我们迈向一个更加绿色、低碳的未来。

参考文献

[1]刘俊怡,杨辉,杨光惠.城市交通环境治理问题的演化博弈分析[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2021,38(5):42-48.

[2]吴鸣.电动汽车行业的标准引用网络研究[D].中南财经政法大学,2019.