經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng) 記者 李微敖 “我認(rèn)為，綠色氫能制備或許是比燃料電池更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。因?yàn)閺臍浒l(fā)電裝置角度來說，燃料電池是一種，還有其他別的氫發(fā)電裝置技術(shù)路線也可以選擇，但是通過電解水來做綠氫制備，目前看來，還是唯一的途徑。”

2023年5月22日，中國科學(xué)院院士歐陽明高在廣東佛山舉行的2023年世界氫能技術(shù)大會(huì)上，做上述表態(tài)。

歐陽明高同時(shí)還是清華大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、國際氫能與燃料電池協(xié)會(huì)理事長，2000年開始從事新能源動(dòng)力系統(tǒng)研究，研究領(lǐng)域包括混合動(dòng)力與電控系統(tǒng)、燃料電池與氫能系統(tǒng)、動(dòng)力電池與儲(chǔ)能系統(tǒng)、超級(jí)充換電與車網(wǎng)互動(dòng)智慧能源系統(tǒng)等等。

簡單理解，所謂“綠氫”對(duì)應(yīng)的是“灰氫”，“灰氫”是指用煤炭等不可再生能源燃燒發(fā)電，然后通過電解水制造氫；“綠氫”則是用太陽能、光能等可再生能源發(fā)電，然后通過電解水制造氫。

（中國科學(xué)院院士、國際氫能與燃料電池協(xié)會(huì)理事長歐陽明高，組委會(huì)供圖）

電解水制氫三種技術(shù)路線 中國優(yōu)勢(shì)在堿性電解

歐陽明高介紹，電解水制氫，目前有三種技術(shù)路線。

其一，固體氧化物，中國國內(nèi)在這條技術(shù)路線上的發(fā)展，還需要發(fā)展一些時(shí)間。他認(rèn)為真正的規(guī)模化可能要在2030年前后。

其二，質(zhì)子交換膜，目前成本偏高，壽命也是個(gè)問題，且需要各種貴金屬。現(xiàn)在，歐洲市場已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子交換膜電解水在壽命上有問題，但它在中國國內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間很短，所以國內(nèi)還沒有發(fā)現(xiàn)這一問題。

其三，堿性電解，中國當(dāng)前的優(yōu)勢(shì)就是在堿性電解上——它是性價(jià)比最高、在國際上具有優(yōu)勢(shì)的電解水裝備，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長壽命、低成本制氫的主流技術(shù)。

歐陽明高介紹，堿性電解水存在很多缺點(diǎn)，也意味著還有很大的優(yōu)化潛力和挖潛的空間。他認(rèn)為，堿性電解槽不是過渡產(chǎn)品，而是個(gè)長期具有競爭力的一個(gè)產(chǎn)品，應(yīng)該成為中國電解槽的發(fā)展趨勢(shì)和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品。并且，氫能與風(fēng)光電伏結(jié)合正在成為新趨勢(shì)，電解水制氫裝備產(chǎn)業(yè)化給氫能領(lǐng)域帶來活力，中國堿性電解水設(shè)備的性價(jià)比全球領(lǐng)先，但性能優(yōu)化的潛力和生產(chǎn)方式的革新還有很大空間。

氫能利用的瓶頸是儲(chǔ)氫 期待諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的突破

歐陽明高介紹，氫能利用的瓶頸是儲(chǔ)氫。現(xiàn)在雖然有各種各樣的儲(chǔ)氫方式，也有百花齊放的技術(shù)創(chuàng)新，但新型儲(chǔ)氫技術(shù)的突破非常困難，氫能還有待出現(xiàn)諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別突破的領(lǐng)域。       

目前的儲(chǔ)氫方式，要么成本高，要么能耗大。一公斤氫也就是33度電的能量，但儲(chǔ)存就要花掉10-15度電的能量。從平準(zhǔn)化成本、技術(shù)成熟度、承壓的容器來看，氨還是目前最佳的選擇；從車載方面看，目前主體的氫儲(chǔ)能還是氣瓶，但目前的氣瓶成本偏高，這其中的突破核心就是碳纖維。從長期看，瓶裝仍然是車載的主流技術(shù)。

運(yùn)輸氫氣也是一個(gè)高成本的問題。長距離、大規(guī)模的氫氣運(yùn)輸怎么辦？

他認(rèn)為，在當(dāng)前規(guī)模還不大的時(shí)候，也許輸電比運(yùn)輸氫氣具備成本優(yōu)勢(shì)。而從長期看，有三種技術(shù)。第一種，短途小規(guī)模，用氣態(tài)氫氣。第二種，長途（5000KM以上）用液氨。第三種，每天超過10噸，就可以通過管道運(yùn)輸。

歐陽明高表示，氫能大系統(tǒng)集成同樣面臨一系列挑戰(zhàn)，首先就是產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)多元化的技術(shù)選擇。氫能是個(gè)很長的技術(shù)鏈條，每個(gè)環(huán)節(jié)都有多種選擇。找不到主流技術(shù)，怎么辦？

這位科學(xué)家認(rèn)為，不存在統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。因事制宜、因地制宜，國情決定路線，場景定義產(chǎn)品。

比如說日本自身沒有氫氣，需要從外部輸送，他就需要大量制造氨。中國有氫氣，就沒有必要換成氨。再比如，歐洲和日本的電力都很貴，而中國的電力相對(duì)低廉。所以日本的燃料電池甚至可以用于家用，而中國去推廣這一路線就很難了。所以，國情決定路線，場景定義產(chǎn)品，沒有標(biāo)準(zhǔn)答案。

其次，氫的核心問題，是成本。成本高就沒有競爭力，就推不開。降低成本需要精心的籌劃。比如說，分布式發(fā)電可以用燃料電池，集中式就不能用燃料電池，還得用鍋爐的摻燒。這就是多元化的發(fā)電技術(shù)路線。小規(guī)模、小功率、兆瓦級(jí)用燃料電池可以的，但也有氫燃?xì)廨啓C(jī)，也有摻氫鍋爐。中國正在大規(guī)模搞煤電的靈活性改造，面臨的問題是部分負(fù)荷下不去，因?yàn)槊旱娜紵€(wěn)定性不好。如果摻氫進(jìn)去，用氫極佳的燃燒特性，就可以把負(fù)荷拓寬，同時(shí)降低碳排放。煤電廠是不會(huì)消失的，并不是要把火電廠去掉，它將來是要作為調(diào)節(jié)電廠而存在，關(guān)鍵是燃料要逐步替代。

此外，還有制氫大系統(tǒng)的集成技術(shù)和關(guān)鍵工程問題。這關(guān)聯(lián)到一系列問題，比如安全問題、控制問題。因此，安全監(jiān)控、大數(shù)據(jù)、安全預(yù)警等，也都需要進(jìn)一步加強(qiáng)。