能源革命新模式（能源革命氢）

吴冰

汽车发动机不“喝油”了，给车“加油”以后称为“加气”了，只花三分钟“加气”车就可以续航五六百公里了，汽车尾气不存在了，改成排水了；冬季供热不靠锅炉或烧天然气了；重工业动力来源彻底告别黑煤球了；人造卫星只需要带一桶水即可实现星际遨游了……笔者近日到访国家电投集团氢能科技发展有限公司时，张银广总经理描绘了这样一幅未来世界的图景。

听完张银广总经理的介绍，第一感受就是，这不就是《小灵通漫游未来》里的美丽新世界么！

氢燃料电池电堆

传统能源逐渐退出历史舞台，氢能和燃料电池将成为新兴能源，能源变革已经来临。全社会“绿色、低碳、高效”发展，环境很美丽，经济指标很美丽，人们的心情更美丽！

面向未来的新兴能源

氢，在元素周期表中位列第一，是所有原子中最小的。氢也是宇宙中分布最广泛的物质，宇宙质量的75%都是氢。

相较于化石能源，氢能的优势和特点，非常显著。首先，来源广泛。氢既可以借助传统化石能源如煤炭、石油、天然气等用低碳化技术制取，也可以通过风、光、水等可再生能源制备。第二，能量密度高。除核燃料外，氢的能量密度是所有燃料中最高的。氢的能量密度是液化石油气的2.5倍、汽油的3倍、锂电池的40倍。第三，能量转化率高。以氢作为原料的燃料电池可以轻松达到50%以上的能量转化效率，而内燃机却难以突破40%的门槛。第四，清洁。可循环利用，氢气无色、无味、无毒，燃烧生成水，是可循环使用的清洁能源。第五，利用形式多样。可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，用氢代替煤和石油，不需对现有技术装备作重大改造。同时，又可以作为能源材料用于燃料电池直接产生电能，为燃料电池车、分布式发电设施提供动力。第七，可储能。可以实现持续供应、远距离输送。第八，安全性高。据美国化学工业学会DIPPR综合风险评估，氢能的危险性排在汽油、丙烷、甲烷之后，也就是说，多种能源按照危险性排序是这样的：汽油＞丙烷（天然气）＞甲烷＞氢气。

氢如果成为重要能源的话，将会为我们的生活带来革命性的变化。氢能的发展，意义重大，不仅关系到国家能源安全，关系到环境保护，同时也关系到经济发展；氢能的发展将影响整个工业体系的重构，带动很多新兴产业的发展……也正因为氢能极其重要，在达沃斯论坛、G20峰会、G20能源部长会议上，与会政要均意识到，氢能产业将会是未来世界经济复苏的引擎，人类已经开始迈向“氢经济时代”。

抓紧布局，抢占先机

目前，多国政府出台了氢能发展战略路线图。日本近年发布了一系列激励政策，并在氢燃料电池领域取得了超1500件专利。2017年，宝马、奔驰、通用汽车已开始商业化发展氢燃料电池汽车。

我国也将氢能利用作为未来能源发展的重要一环：

2016年3月，我国《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》提出，把可再生能源制氢、氢能与燃料电池技术创新作为重点任务；把氢的制取、储运及加氢站等方面的研发与攻关、燃料电池分布式发电等作为氢能与燃料电池技术创新的战略方向；把大规模制氢技术、分布式制氢技术、氢气储运技术、氢能燃料电池技术等列为创新行动。

2017年6月，科技部和交通运输部出台的《“十三五”交通领域科技创新专项规划》明确提出，推进氢气储运技术发展，加氢站建设和燃料电池汽车规模示范，形成较完整的加氢设施配套技术与标准体系。

在国家政策的大力支持下，国内氢能产业发展步伐明显加快，多地表现出强烈的发展积极性。

2018年2月，中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟成立。作为一家定位于跨学科、跨行业、跨部门的国家级氢能产业联盟，它的成立意味着氢能产业将在我国能源战略中布下重要一子。

2019年6月，《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》对外发布。这对于该产业来说，是一件里程碑式的事件。白皮书指出，氢能将成为中国未来能源体系的重要组成部分，预计到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%，氢气需求量接近6000万吨，年经济产值超过10万亿元。

白皮书系统研究了氢能在我国现代能源体系建设中的定位，展示了氢能及燃料电池全产业链的发展现状及趋势，提出了近中远期我国氢能及燃料电池的发展目标和行动倡议。白皮书指出，近年来，中国氢能及燃料产业加速布局，虽然与发达国家相比，中国在氢能自主技术研发、装备制造、基础建设方面仍有一定差距，但产业化态势全球领先。目前中国的氢能及燃料电池产业基础设施薄弱，有待集中突破。

作为国家能源行业的龙头企业，国家电投，早在2016年就开始对氢能给予了关注，积极推进氢能生产供应体系建设，稳步推进氢能示范应用基地建设，建设氢能利用全产业链。为了将自身打造成为氢能产业链一体化发展服务商、氢燃料电池先进自主技术引领者、国家氢能产业发展的推动者，近年来，国家电投采取了一系列有力举措：

制定战略规划，成立氢能工程领导小组，氢能产业投资中心，牵头建立氢能发展基金并引入外部创投资金，贯彻落实创新驱动发展战略。布局核心技术研发，建成氢燃料电池研发实验室，取得氢燃料电池开发领域重大突破，完成燃料电池原理样堆开发，实现核心原材料关键技术自主化，性能指标处于国内领先水平，部分性能指标达到世界领先水平。促进应用研究，组建氢能科技发展公司，推进氢燃料电池开发及中试线建设，完成大功率电堆系统开发及实验室综合测试。

氢燃料电池膜电极

据介绍，目前燃料电池的基本核心技术均已攻克，催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板、百-千瓦级电堆、系统，均可实现国产；天然气掺氢示范项目、制氢加氢站建设及氢能综合利用示范项目、北京冬奥会1000辆氢能公交车交通示范项目，均在稳步推进；完成了100千瓦级氢燃料电堆组装，并已于日前在宁波装车试运行；氢燃料动力系统在中国商飞无人机“灵雀H”上已经试飞成功……国家电投计划于2020年实现氢燃料电池技术的产业化，实现低碳交通、甚至零碳交通的愿景，助力中国步入氢能交通时代。

关系国家能源安全

根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》公布的总体目标，未来，氢能将成为中国能源体系的重要组成部分，预计到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%，氢气需求量接近6000万吨，年经济产值超过10万亿元，交通运输、工业等领域将实现氢能普及应用，燃料电池车产量达到520万辆/年，固定式发电装置2万台套/年，燃料电池系统产能550万台套/年。按照此目标，届时中国可减排约7亿吨二氧化碳，可累计拉动33万亿元经济产值，且预计2050年平均制氢成本不高于10元/公斤。

其实，发展氢能及燃料电池产业的意义，战略价值要远远高于上述这些数字所代来的经济价值。

从国家能源战略角度，我国应逐步将氢能纳入国家能源管理体系，加快顶层设计，制定氢能及燃料电池产业协同发展规划与行动方案；要持续加强科技创新，引领氢能燃料电池技术和产业发展；同时推动燃料电池装备制造业发展和氢能配套基础设施建设。

国家电投也正是因为充分意识到这一点，才在央企中率先成立氢能公司，积极布局氢能发展。正如国家电投钱智民董事长指出的那样，接下来，国家电投要积极整合国内外产业链优质资源，开展核心技术研发，打造包含测试、生产制造、氢能供应、整车示范等环节在内的氢能发展模式；同时，还将开放创新合作，推动全球全产业链研发资源共同开展技术攻关，实现该领域的更大突破。

当今时代，技术的变革呈现几何级数的增长，技术变革的速度超乎想象。可以说，在这场能源革命当中，‍‍谁掌握了新技术，谁跨对了步伐，谁在技术创新中走在前面，谁就有制胜的话语权。

对国家电投而言，需要牢牢把握全球能源转型的新机遇，对氢燃料电池等关键环节重点攻关，对影响未来能源发展的技术积极布局，打通新能源制氢、运氢、用氢全产业链，为清洁发展向纵深推进铺路搭桥，为打造国家清洁、低碳、安全、高效的能源体系做出应有的贡献。

对中国而言，“氢经济时代”是中国产业结构调整和升级的绝佳机会，我们需要抓住机遇，率先实现新旧动能转换，构建起全球“绿色、低碳”的新的能源发展格局，并普及至整个社会，重塑全球工业体系，变革人类生活方式，从而赢得“第四次工业革命”的主导权，走出一条具有中国特色的新能源发展道路，为构建“人类命运共同体”注入中国动力。