國務yuan《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出“開發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術”。

 國務yuan《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》再次提出“系統(tǒng)推進燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”。氫能與燃料電池技術被國家發(fā)展改革委、國家能源局作為《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016~2030年）》的重點任務之一。

 2018年以來，氫能與燃料電池加快推進，我國于6月份成功取得2023年世界氫能技術大會主辦權，氫能與燃料電池企業(yè)紛紛進入中國，醞釀著未來幾年內(nèi)的爆發(fā)。

 世界氫能發(fā)展風向標轉(zhuǎn)向中國

“我國生態(tài)文明建設正處于壓力疊加，負重前行的關鍵時期，已進入了提供更多生態(tài)產(chǎn)品，以滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要的攻堅期，而且也到了有條件解決生態(tài)環(huán)境突出問題的窗口期，各行各業(yè)都為加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展而努力。近年來氫能與燃料電池技術不斷進步，相關產(chǎn)品已逐步成熟，到了商業(yè)化發(fā)展轉(zhuǎn)折時期，有望在動力領域產(chǎn)生顛覆性影響。”中國機械工業(yè)聯(lián)合會會長王瑞祥在近日舉辦的2018中國能源峰會上說。

 6月18日，在國家科技部的支持下，中國機械工業(yè)聯(lián)合會在巴西里約熱內(nèi)盧以62.5%的支持率取得了2023年世界氫能技術大會的主辦權。2023年世界氫能技術大會由中國舉辦，具有十分重要的風向標意義。

 氫能與燃料電池被認為是人類的“終ji能源”，近年來在主要工業(yè)國家得到高度重視和大力發(fā)展，包括美國、日本、歐盟、韓國在內(nèi)的國家和地區(qū)都分別提出了氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的相關發(fā)展計劃。按照我國有關規(guī)劃和發(fā)展戰(zhàn)略，2020年至2025年將是氫能燃料電池以及氫燃料汽車的大規(guī)模示范和商業(yè)化的重要轉(zhuǎn)折期。

“我們可以看到重型和商用型燃料電池的應用現(xiàn)在在改變著我們的行業(yè)。豐田、現(xiàn)代汽車、本田、奔馳等世界車企都在生產(chǎn)燃料電池乘用車，一些公共汽車、叉車、船舶、卡車都在使用氫能作為動力能源，比如沃爾瑪超市內(nèi)的叉車就是使用氫能。很多國家都在使用燃料電池的公共汽車，燃料電池公共汽車在中國有非常大的潛力。”加拿大氫能協(xié)會主席安德魯斯表示。

 今年，是國家發(fā)展改革委決定對張家口市實施 “可再生能源示范區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展專項方案”的首年。2017年底，張家口市發(fā)展改革委對區(qū)內(nèi)可再生能源產(chǎn)業(yè)進行全面梳理排序，遴選出28個項目列為2018~2020年示范區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的支撐，沽源風電制氫項目制氫部分以綜合*yi的優(yōu)異成績?nèi)脒x。

 河北沽源風電制氫項目引進德國麥克菲等公司的風電制氫先進技術及設備，在沽源縣新建200兆瓦容量風電場、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)以及氫氣綜合利用系統(tǒng)。項目生產(chǎn)的一部分氫氣用于工業(yè)生產(chǎn)，另一部分將在氫能源動力汽車產(chǎn)業(yè)具備發(fā)展條件時，用于建設配套加氫站網(wǎng)絡。

 2016年7月，老牌燃料公司巴拉德動力系統(tǒng)以合資企業(yè)的身份進駐中國。在2018中國能源峰會上，巴拉德代表于林介紹說，已與東風汽車、氫車熟路汽車運營（上海）有限公司在上海部署了500輛氫燃料電池車的運營。

 在輕軌市場，分別與南車青島四方機車車輛股份有限公司和中國北車合作開發(fā)新型氫能源有軌電車，其中*條氫能源有軌電車線路———佛山高明現(xiàn)代有軌電車示范線研發(fā)設計的首列氫能源有軌電車已正式下線，將于2019年正式投入商業(yè)運營。

 制氫技術路線尚處于百家爭鳴

 水電解制氫、生物制氫、煤制氫、天然氣制氫、光催化分解制氫……作為氫能利用基礎的制氫目前有多種方式，各技術呈現(xiàn)出百家爭鳴局面。

 水電解制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水電解制氫即在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學反應，分解成氫氣和氧氣。其工藝過程簡單，無污染，但消耗電量大。

 今年上半年，法國水電解制氫公司麥克菲落戶江蘇盱眙。麥克菲中國商務代表馮勇表示，公司從2000年開始研究水電解技術，目前水電解技術已經(jīng)更新?lián)Q代為增強型的水電解技術。新的水電解技術打破了傳統(tǒng)水電解裝置規(guī)模小、造價高的劣勢，采用先進的增壓型電子技術，加上大規(guī)?；谀K化的高度集成生產(chǎn)，規(guī)?？梢赃_到100兆瓦，出口壓力可達30千克。

 以水電解制氫起家的美國德立臺能源公司從1975年開始把產(chǎn)品銷到中國，目前在水電解制氫之外，還開展更廣泛的可再生能源制氫，比如利用太陽能進行氫氣的轉(zhuǎn)換，據(jù)稱制造氫氣的純度可以達到99.9998%，而且是*自動化的系統(tǒng)。

 法國的電解設備制造商阿?，m氫能公司2016年進入中國市場，憑借創(chuàng)新的質(zhì)子交換膜電解技術和高容量 （60兆瓦）電解制氫設備在中國市場業(yè)務發(fā)展。據(jù)悉該公司已嘗試生物制氫，在法國的南部利用生物質(zhì)燃燒的二氧化碳來生產(chǎn)氫氣，通過管道進行運輸，為火車、卡車、公共汽車、汽車等提供更加清潔的能源。

 傳統(tǒng)制氫需要更復雜的技術來抽取氫氣，韓國的HugreenPower公司則表示他們發(fā)明的新的制氫技術是從含氫的材料里面直接提取氫，不使用催化劑，耐用性得到加強，而且實用性得到提高。

“可再生能源制氫應該是實現(xiàn)氫能低碳環(huán)境的關鍵，我們現(xiàn)在聚焦兩方面，一方面是光催化分解制氫，另外一個就是生物制氫?？萍疾拷M織了先進制氫項目，這個項目就是要研究出低成本規(guī)模化太陽能連續(xù)制氫系統(tǒng)和低成本生物制氫裝置。”中國可再生能源協(xié)會氫能專委會主任蔣利軍表示。

 而中國廣東合即得能源科技有限公司董事長、水氫產(chǎn)業(yè)創(chuàng)始人向華博士則認為，制氫技術路線選擇時不能夠忽略氫源儲運與基礎設施的重要性。在自然系統(tǒng)中，液體是效率高的媒介，具有能量存儲密度高、穩(wěn)定性好、存儲過程損耗低、易于運輸?shù)忍攸c。而甲醇就是液態(tài)化的陽光，是一種實現(xiàn)綠色發(fā)展的、經(jīng)濟、環(huán)保的能源系統(tǒng)。

 向華博士在“水基科學向華理論”的基礎上提出了“動氫”理念，成功攻克了小型化移動制氫難題，研發(fā)出世界上臺集制氫與發(fā)電一體的水氫機。水氫機以甲醇的水溶液作為燃料，采用催化重整及純化多項技術從甲醇水中獲得高純氫，通過質(zhì)子膜系統(tǒng)產(chǎn)生電、熱等多種能源的裝置，具有成本低、壽命長，操作簡單，節(jié)能，靜音簡潔，來料方便，安全環(huán)保等特點。水氫機不但解決了氫燃料電池氫氣來源過程中的壓縮、儲存及運輸問題，還大大降低了用氫成本，并避開了用氫的安全問題。

 近期發(fā)展任務首先是降低成本

 雖然面臨著技術突破、加氫站布局等問題，但業(yè)內(nèi)人士普遍認為氫能燃料電池規(guī)?；瘧媚壳懊媾R關鍵問題是降低成本。

“燃料電池也是一種軍民融合技術，在軍民方面都有很好的應用前景，目前主要制約在于成本高和氫制約。一般來說，大家說成本和壽命兩個問題，實際壽 命問題也可以歸結(jié)到成本問題，所謂的成本是全生命周期的成本。”中科院青島生物能源研究所李曉錦介紹說。

“談論發(fā)展目標重要的就是成本的問題。重要的事情說三遍，終還是要降低成本。燃料電池汽車達到一定數(shù)量和規(guī)模，才能讓儲氫和加氫有利可圖。

 現(xiàn)在路面上的燃料電池汽車數(shù)量不足以支撐加氫站形成一個商業(yè)模式。”安德魯斯表示。

 韓國全南大學工程學院吳秉秀教授2018中國能源峰會上同樣表示：“我們必須要降低使用燃料電池汽車的成本。如果我們有更好的技術，我們可以減少、降低燃料電池汽車的成本；如果我們進行大批量生產(chǎn)，就可以進一步降低燃料電池汽車的成本。那么在不遠的將來，會有更多的燃料電池汽車，而不是內(nèi)燃機發(fā)動的汽車。政府必須要投入加氫站的基礎設施建設，這樣人們才會去購買燃料電池汽車，從而使氫的成本進一步降低。”阿海琺公司相關負責人奧利維爾表示，公司要為運輸行業(yè)帶來具有競爭性的氫氣預算成本。“我們很多客戶說希望能夠降低他們的運營成本，這是一個非常重要的條件，因為我們只有降低了他的總投資成本，才能夠讓氫能源汽車可以有競爭力。

 到2020年，我們希望投資成本降低25%，2025年進一步降低25%，到2030年，投資成本降低的目標是50%。”巴拉德公司也承諾三年內(nèi)繼續(xù)投資6000萬美元進一步降低成本。目前正在致力于降低氫燃料電池系統(tǒng)的總體成本，延長電堆壽命，同時增加氫燃料電池系統(tǒng)的功率密度，包括更強的操作工況。