视点 - 曹湘洪院士：氢能是未来间隙性、随机性可再生能源系统中必不可少的能源载体

10月19日，由中国科协指导、中国石油化工集团有限公司主办的“碳达峰、碳中和背景下的氢能产业发展高端论坛”在上海召开。中国工程院院士曹湘洪在会上表示，以氢燃料电池汽车为主，结合绿氢制甲醇、绿氢冶金、绿氢供电供热等多种应用场景，积极发展氢能，是我国2030年实现碳达峰和2060年实现碳中和的重要战略措施，是逐步改变我国能源结构的社会系统工程。

曹湘洪指出，氢能是未来间隙性、随机性可再生能源系统中必不可少的能源载体。利用弃风弃光的电力制成并储存氢气，或者将氢气转化为能源类产品，更容易实现大规模、长期储存，非常有利于提高可再生能源利用效率。

“氢能产业已经提升到能源发展战略的高度，”预计到2025年，我国燃料电池汽车保有量有望达到10万辆，加氢站将超600座。

曹湘洪分析指出，未来氢能产业发展将呈现六大趋势：一是替代柴油车的燃料电池汽车为主用户；二是液氢、氢气管道运输将得到发展；三是燃料电池工业发电将得到重视；四是氢储能将成为主要储能方法；五是近期以灰氢为主，中远期向蓝氢、绿氢方向发展；六是难以减排领域氢能逐渐开发利用。

曹湘洪看来，当前我国氢能产业面临储运分销成本较高、缺少核心技术和装备、法规与标准制度有待完善等问题，制约了产业健康发展。为推动我国氢能产业健康发展，曹湘洪建议，应坚持问题导向，加强科技创新。

“缺少核心技术、关键材料和装备，制约了我国氢能产业健康发展。”曹湘洪分析表示，燃料电池在我国已呈现快速启动的态势，氢燃料电池轻型电车、家用社区用电池等各种氢的应用场景也在积极探索和实践当中。但从绿电制氢、氢气储存、运输到加氢站等各类用氢设施建设，以及各种燃料电池技术，我国与国际先进水平都存在比较大的差距，应要加大科技投入，尽快改变缺少核心技术、关键材料的局面。

曹湘洪提出，要按照氢能产业链来布局氢能，坚持问题导向，围绕近、中期需求，着眼长远发展，凝练重点课题，加强产学研合作，夯实技术基础，来保障我国氢能产业的健康发展。

据曹湘洪介绍，当前全世界氢气制造有96%来自于化石能源，仅有4%来自电解氢或者化工、冶金等工业副产氢。他建议，布局氢能产业链技术研究，在制氢技术方面应重点关注利用绿电的电解水制氢技术，包括新一代规模化低电耗质子交换膜电解水制氢技术、碱性固体阴离子交换膜电解水制氢技术、固体氧化物电解水制氢技术和前沿性太阳能制氢技术等。在氢气储存运输方面应重点关注有机液体储氢、镁氢合金及钛基合金储氢技术、70 MPa塑料内胆碳纤维复合材料压缩气瓶的材料与制造技术。

在加氢站等涉氢专用装备及标准完善、提升方面，曹湘洪表示，目前氢能及燃料电池国家标准完整性、先进性不足，要进行系统研究，进行标准梳理，补充和完善标准和提高先进性的具体对策，希望国家尽快出台相关标准。

曹湘洪表示，我国加氢站的技术标准、氢能设施和周边的安全距离要求明显高于国外的标准，对于氢能的发展尤其是燃料电池汽车的发展有制约作用。“制氢加氢一体化加氢站的国家标准已经制定颁布。将来要发展分布式制氢和加氢站一体化，标准的研究制定要加快步伐。”

曹湘洪指出，为改善加氢站安全性，地下储氢技术、地下储氢加氢站和地下储氢油氢合建站标准的制定，同样是当前需要研究和突破的问题。“加氢站使用高压压缩机测试中，复合材料、高压容器等的技术测试的规范要建立。加氢站设备用到什么时候就必须检查？用什么样的标准来检查可以继续使用？这些问题必须尽快加以解决。”