氢风劲吹正当时

文／曹耀峰

氢能进入产业发展关键期，理性定位、精准施策、谋篇布局至关重要。

●“氢能的高质量发展，需要我们理性定位并客观分析行业发展中存在的问题。”

专家简介

曹耀峰，中国石化集团公司原副总经理、国家地热能中心指导委员会主任、世界可持续发展工商理事会执委、中国能源研究会副理事长、中国工程院院士。

负责组织实施了以普光高酸性气田百亿方天然气产能建设为核心的国家“十一五”重大工程——川气东送工程。

领衔的“特大型超深高含硫气田安全高效开发技术及工业化应用”科研成果荣获2012 年度国家科学技术进步特等奖。

组织了胜利埕岛油田200 万吨年产量海工工程等项目建设与开发，在海上油田特别是浅海油田工程建设方面具有较深造诣。

组织了中国工程院《中国地热产业规划和布局战略研究》《中国地热产业规划和布局战略研究（二期）》《山西省地热产业规划和布局战略研究》等重点咨询项目，为我国地热产业的健康有序发展提供了重要战略支撑。

氢能，近期正受到前所未有的广泛关注。由于处于产业发展初期，还需加强调研、科学论证，做好战略支撑工作，保障氢能在我国的高质量发展。

氢能在我国的高质量发展，需要考虑和解决三个问题，即氢从哪来？用到哪去？是否有商业化的可能性？

氢从哪来，是指煤制氢、工业副产氢需考虑是否有富余氢用于氢能产业发展，可再生能源制氢需考虑当地是否存在合适来源。用到哪去，是要考虑当地是否有成熟燃料电池产业或其他氢消费产业，中途的储运问题如何解决。是否有商业化可能性，是指当地政府能支持氢能商业化的补贴多久，如何精准定位补贴行业、环节、标准。

未来能源 潜力无穷

氢能，是一种资源丰富、用途广泛、绿色低碳的二次能源。

氢能能量密度高，是木材的1000 倍、煤的5 倍左右、汽油的3 倍左右、天然气的2.5 倍左右。氢能来源广泛，煤、天然气、石油、工业副产物、电解水都可以制氢。氢能用途广泛，可用于发电、发热、交通燃料，特别可用于燃料电池，在交通和储能领域应用前景广阔。不过，现阶段氢能主要还是用于工业原料。

氢能在能源供给侧和消费终端转型中可发挥重要作用，供给侧可消纳更多可再生能源，在消费终端可实现零排放零污染。

目前，在世界范围内氢能的发展正在受到广泛关注。与此同时，燃料电池汽车迎来了产业化发展的重要窗口期。

据统计，2018 年，全球氢燃料电池汽车销量为5177 辆。截至2018 年年底，氢燃料电池汽车保有量达到1.36 万辆。2019年上半年，仅中国的产销量就分别达到1170 辆和1102 辆。截至2018 年年底，全球加氢站数量达到369 座。

氢能产业有望成为全球新能源产业竞争的重要阵地，不少国家已将发展氢能列入了国家战略。欧美日韩等发达国家和地区，已经先后制订了多项氢能研究计划。德国、法国、英国已出台政策支持可再生能源制氢、燃料电池技术开发及应用。美国加州地区的氢基础设施最为密集。2013年，美国加州众议院出台《第八号法案》；2015 年发布《加氢站许可指南》。日本目前运营着100 座加氢站。韩国将“氢经济”列为三大创新增长战略之一……

在中国，氢能日益受到重视。国家层面规划战略文件多次涉及氢能产业发展。2016 年，国家发改委、国家能源局联合印发《能源技术革命创新行动计划（2016—2030）》，涉及氢能和燃料电池应用。《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）》指出，到2020 年，加氢站达到100 座，氢能汽车保有量1 万辆；到2030 年，加氢站达到几千座，氢能汽车保有量百万辆，市场规模万亿元以上。

氢能优势突出，潜力较大，符合我国国情。当下着手布局氢能产业恰逢其时，很有必要。2019 年政府工作报告明确提出，“推动充电、加氢等设施建设”。截至目前，国内20 余省区市制定了氢能、氢燃料汽车的发展规划。

中国石化 领跑氢能

发展氢能产业，也是中国石化发挥优势、布局未来的现实选择。

氢能与传统油气产业链的关系十分紧密，与石油石化行业的契合度极高。氢能产业链长，包含制氢、储存、运输、应用与交通燃料燃油、天然气供应模式高度符合。

作为一体化的能源化工公司，中国石化提供了全国1/3 的化工产品、满足了全国60%的油品需求，是我国最大的炼化产品生产和销售企业。发展氢能，中国石化具有得天独厚的优势。

强大的制氢能力。中国石化氢气年产量在300 万吨左右，约占中国氢气总产量的1/10；全国科学规划的石化基地提供了现成的氢资源，地域优势明显，集中制氢辐射面积大、成本低。

成熟的能源安全管理经验。目前，氢能作为能源管理还是危化品管理尚存争议。氢能源的安全生产、运输、存储，是其规模化推广的前置关键条件。中国石化有着丰富的安全管理经验技术、完善的危化品安全制度体系和保障措施，拥有国内危险化学品领域唯一从事安全研究的国家重点实验室，也是应急管理部化学品登记中心的依托单位。

全面的网络站点体系。中国石化拥有遍布全国的3 万多座加油站并有相应的物流体系布局，能够快速布局加氢站。目前，国内燃料电池汽车发展较快的地区基本上处于中国石化油品销售的市场腹地。以现有加油站网络为基础，快速布局加氢站，在加油站增设加氢功能，建设油氢合建站，能够大大节约土地成本。

布局未来，中国石化正在全面推进氢能发展的相关工作。

设立专门机构，加强顶层设计。设立新能源办公室；开展氢能源产业布局和实施方案研究工作；成立中国石化新能源研究所，支撑氢能关键技术创新；未来将成立氢能公司，致力于氢能技术研发及基础设施网络建设，引入国际领先的氢能企业作为战略投资者，联合打造氢能产业链和氢能经济生态圈。

加强氢能领域国际合作。2019 年11月6 日，正值中法建交55 周年之际，中国石化集团有限公司与法国液化空气集团在人民大会堂签署合作备忘录，探讨加强氢能领域合作，揭开了中法清洁能源合作的崭新篇章。

多措并举，稳步推进氢能业务。

氢能生产（氢气的制备和提纯）。中国石化在高桥石化开展了500 标方/小时重整副产氢气等氢资源提纯利用新技术试验，氢气纯度达到99.999%。在氢燃料电池汽车推广较快的上海市，中国石化依托上海石化重整氢和制氢等氢气资源及现有的变压吸附装置，按照供氢母站的定位建设1500 标方/小时燃料电池用高纯氢供应中心，为上海加氢站提供氢气。

氢能移动（氢气的储运和加注）。2019 年7 月1 日，中国石化在广东佛山建成国内首座油氢合建站——樟坑油氢合建站。这是国内首座集油、氢、电为一体的新型能源供应网点。2019 年11 月18 日，上海首批两个油氢合建站项目竣工并投入试运行。这是中国石化和法国液空在中国合作发展氢能的第一个落地项目。

氢能科技（储氢和燃料电池相关技术）。依托中国石化新能源研究所，重点开展成品氢气检测、分布式制氢、低碳制氢、燃料电池膜电极等方面研发；合成出具有中国石化自主知识产权的燃料电池Pt/C 催化剂，电催化性能达到或优于目前市场上的相关产品；开发了PAN 基碳纤维成套技术；探索建设分布式燃料电池示范项目。

氢能投资（氢能相关的股权投资和资本运作）。中国石化集团资本有限公司通过直投和基金投资方式重点布局新能源、新材料、节能环保、高端智能制造等领域，通过财务投资发现和培育战略投资机会。氢燃料电池汽车和氢能源业务是其投资重点方向之一。

理性定位 客观分析

当前，“氢能社会”“万能能源”“终极能源”的提法层出不穷。氢能的高质量发展，需要我们理性定位并客观分析行业发展中存在的问题。

氢能为二次能源，是自然界中不存在的能源。氢能的制取，需要通过一次能源的加工、转化而来。也就是说，氢能还是没有办法凭一己之力满足能源供应需求的。

氢气按来源分可分为灰氢（来自化石能源）、蓝氢（来自化石能源+CCS/CCUS）、绿氢（来自可再生能源）。目前，我们所利用的主要是灰氢。但灰氢并不符合发展氢能的初衷。因为，灰氢的生命周期碳排放和能耗较高，从源头上看只是污染发生了转移。国际能源署的研究表明，全球利用化石能源制氢产生的二氧化碳高达8.3 亿吨，等于英国和印尼的碳排放之和。

化石能源和可再生能源制氢，技术上都能走通，但只有后者才可能是无排放的。未来要真正实现大规模制氢，重点应在工业副产氢与可再生能源制氢方面取得突破。可再生能源制氢的成本较高，还处在示范阶段，目前难以规模化推广；工业副产氢用于燃料电池等高附加值应用，同样需要进一步提纯。

值得关注的是，当前，氢燃料电池还存在发展瓶颈。

在交通领域，氢燃料电池汽车虽然具有清洁环保、加注时间短等优点，但两大瓶颈问题限制了其市场空间。

一是能源转化中间环节多。氢燃料电池汽车是电动汽车的一种。氢气要通过车载燃料电池转化为电，又需要通过一次能源制取，整个过程包括一次能源→氢气→电→机械能等几个转化环节，能耗大。特别是电解水制氢和天然气制氢再用于燃料电池汽车，整个过程反复冗长，不如电动汽车和天然气汽车简单高效。

二是储氢技术限制了市场应用。目前，主要有高压气态储氢、低温液态储氢、金属储氢、有机液体储氢四种储氢方式。高压气态储氢体积能量密度低；低温液态储氢能耗和成本都很高；金属储氢、有机液体储氢，分别存在质量储氢密度过低、需要专门脱氢反应器和系统复杂等问题，目前在车载领域还很难商业化。

氢燃料电池在分布式能源领域的应用，日本、美国、韩国目前主要用于微型热电联产系统。但在中国，由于民用气价、电价、供暖价格等存在交叉补贴，分布式燃料电池热电联产的产出值低于燃料费用，目前无法用于居民家庭领域，其他燃料电池分布式应用还在探索中。

伴随氢能的快速发展，目前浮现出四大问题。

技术方面。燃料电池（催化剂、质子交换膜、气体扩散层）与加氢站（氢气压缩机）的关键材料部件依赖进口，增大了投资与运行成本，影响了商业化进程。

安全标准方面。氢气是易燃易爆气体。发展氢能源必须制定严格、系统的相关标准，确保氢能源利用全过程安全。当前，我国的相关标准还有待进一步完善。运氢方面，长管拖车压力参照天然气相关规定在20MPa 内，管道输送标准尚未建立；储氢方面，没有70MPa 的IV 型瓶相关标准；加氢站方面，现行标准安全距离较国外标准偏大（中国石化正在制订油氢混合站标准）。

政策方面。无论氢燃料电池汽车还是加氢站，目前成本或投资都很高，没有实现真正的市场化运营，对政府补贴依赖性强。补贴的偏差可能造成整个产业脱离真正的市场化发展方向。以燃料电池为例，日本丰田Mirai 的动力以燃料电池（114kW）为主，动力电池为辅（1.6kWh），而国内由于补贴政策原因，车辆配置的动力电池功率达到甚至超过燃料电池（如某物流车型，配置30kW 燃料电池+24kWh动力电池）。而究竟最优比例是多少，并未进行深入研究。

资本市场方面。氢能源成为资本市场炒作的热点题材。2019 年上半年，相关公司股价出现暴涨，个别股票价格甚至涨了5 倍以上，远高于同期上证指数和深成指数的涨幅。然而，氢能源的实体发展并不如资本市场火爆，核心技术空心化问题没有得到根本解决，产业方面补贴的依赖性仍然很强，行业内观望情绪比较浓重。

精准施策 持续发展

做好顶层设计，完善政策体系

加强氢能源产业战略研究。科学分析预判氢能源相关市场、技术及未来产业发展方向，研究编制全国性氢能源产业发展战略规划。

科学合理制定补贴及相关扶持政策，确保氢能源产业形成一定规模，能够进行技术示范升级，并引导产业整体健康发展。

加强技术创新，促进产业降本增效

尽快解决我国核心材料、关键零部件及设备的空心化问题。要通过持续技术创新，不断降低氢气和燃料电池成本，提高氢能源产业竞争力。

●加氢站，是打造“氢能社会”的一个缩影。

完善标准体系，保障产业安全发展

建立和完善以国家标准和行业标准为主、企业标准为辅，重点突出、结构合理，适应中国氢能源产业发展的国家标准体系，促进产业安全高效发展。

做好产融结合，助力产业高效发展

氢能源产业处于培育期，做好产融结合，不仅能够有力促进氢能源实体经济的发展，而且能够实现资本的快速升值。

国家层面需防止资本市场过度炒作、脱实向虚，要降低泡沫，避免股价或估值大起大落。地方政府发展氢能产业，应当在充分考量资源、市场、资本等因素的基础上，因地制宜布局产业发展。

氢能产业已经进入发展的关键时期。我们有信心从源头上谋篇布局，做好产业发展战略支撑，走科学化、高端化、智能化的路子，把我国的氢能产业打造成一流产业。

我们相信，在建成多元、高效、清洁、绿色的能源体系进程中，氢能必将发挥重要作用，同时为全面建成小康社会和实现美好生活做出更大贡献。