“為構建清潔低碳、安全高效的能源體系，發展氫能正成為全球能源技術革命和產業發展的重要方向。”中國工程院院士彭蘇萍在近日舉辦的第四屆中國制氫與氫能源產業大會上指出，氫能將成為我國能源低碳發展的重要路徑。她同時提醒，應清醒認識到，目前我國氫能和燃料電池技術仍不成熟，燃料電池系統關鍵材料和核心零部件技術攻堅至關重要。

能源低碳發展的重要路徑

彭蘇萍認為，實現能源綠色低碳轉型需立足國情，多措并舉，依靠科技進步走出具有中國特色的綠色低碳化發展道路。“要充分認識到，能源結構優化是長期減碳的根本，與此同時，持續做好節能與提高能效，探索二氧化碳捕集、利用與封存這一兜底技術尤為關鍵。”

彭蘇萍表示，氫能作為二次能源，具有零碳、高效、能源互聯媒介、可儲能、安全可控等顯著優勢，可以在交通、工業、建筑等諸多領域推廣應用。將氫能納入終端能源體系，與電力協同互補，將成為終端能源消費主體。

“如今，利用清潔的可再生能源正成為更多國家的選擇，各國根據發展目標，選擇了不同的氫能技術路線和發展模式。”彭蘇萍舉例，日本發展氫能主要是解決國家的能源安全問題，澳大利亞以出口氫氣、發展氫貿易為主，歐洲為解決工業脫碳發力氫能產業，美國主要為保障電力供給可靠性發展固定式發電，韓國則力推氫燃料電池汽車。

燃料電池是核心技術環節

今年3月，國家發改委、國家能源局聯合印發的《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》提出，將氫能作為中國能源的重要組成部分。彭蘇萍指出，氫能產業鏈涉及從上游的制氫輸氫儲氫加氫，再到下游用氫發電、供熱、交通等各種應用場景，燃料電池技術是核心技術環節。

“結合我國實際，氫能在工業、交通、建筑和電力等能源消費四大領域中均有不同的應用技術，潛力巨大。”彭蘇萍稱，氫能與可再生能源耦合，有望大幅提高可再生能源在能源結構中的比例；氫可運輸的特點，可實現分布不均衡的可再生資源的再分配；大型清潔煤制氫，尤其是褐煤制氫，將成為煤炭清潔高效利用以及優質廉價煤開發利用的重要發展方向；氫作為能源互聯媒介，在終端能源消費體系中，可增加電力系統的靈活性，彌補電力不可存儲的問題，實現不同能源網絡間的協同優化，提升能源使用效率。

目前，全球純氫的產量超過7000萬噸/年，我國是目前世界上最大的產氫國，產量約3342萬噸。彭蘇萍認為，在氫的生產方面，我國與國際水平相當，但氫能產業裝備制造等方面相對滯后，相關核心設備主要依靠進口，低碳制氫技術水平和市場化應用均與國外有一定差距。“雖然氫能和燃料電池發展已有廣泛共識，但發展方向仍缺乏系統性認識和規劃，發展技術不明確，亟待統一思想、科學決策、盡早部署。全面搶占全球氫能和燃料電池技術及產業發展的戰略制高點。”

擇優支持固體氧化物燃料電池

“盡管產業面臨氫源、成本等問題，但不可否認，燃料電池相關技術正在快速發展，產業界正積極努力解決氫能與燃料電池產業發展面臨的難點與痛點問題。未來10年-20年將是我國氫能與燃料電池產業發展的重要機遇期，需緊密聯系我國能源發展實際，從戰略、政策、技術、資金、國際合作等方面積極謀劃，通過改革創新破解發展難題，助力實現氫能產業高質量發展。”談及下一步發展，彭蘇萍建議，短期內應重點突破固體氧化物燃料電池電堆及系統集成技術，完善我國可再生能源制氫技術鏈，建立綠色制氫試點示范項目，推動可再生能源制氫技術與產業的發展。

“從商業應用上來看，質子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池是當前最主要的燃料電池技術路線。質子交換膜燃料電池對氫氣的質量要求高，所以成本也高，而固體氧化物燃料電池使用粗氫及碳氫燃料即可，能量轉化率高，在大型集中供電、分布式發電、熱電聯供乃至交通領域都有廣泛應用。”在彭蘇萍看來，固體氧化物電解池可以電解制合成氣，如甲烷、甲醇等，實現大規模可再生能源電力轉化、長周期存儲的同時，還能夠轉化利用二氧化碳，為交通及化工領域提供綠氫和甲烷、甲醇、氨氣等。

彭蘇萍還指出，大力發展固體氧化物燃料電池發電技術與固體氧化物電解池制氫技術，可大力助推氫能產業的發展。目前，該技術在部分發達國家已實現商業化應用。“近來年，我國相繼出臺相關重大部署，立足自主開發，培養了較好的科研團隊，但相關技術研發周期較長，需要靜下心來研究攻關。”