“時(shí)下氫能發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)小高潮。”國(guó)際氫能協(xié)會(huì)副主席、清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授毛宗強(qiáng)感受到了國(guó)內(nèi)外發(fā)展氫能的熱情。

德國(guó)總理安格拉·默克爾在4月2日表示，德國(guó)需要通過改用電動(dòng)或氫動(dòng)力燃料電池汽車來改變汽車行業(yè)；新西蘭總理雅辛達(dá)·阿德恩日前在主持發(fā)布《塔拉納基氫氣路線圖》時(shí)表示，塔拉納基作為一個(gè)能源供應(yīng)基地，未來的發(fā)展機(jī)遇在于綠色氫氣生產(chǎn)；3月12日，日本政府匯總并公布了旨在活用氫能源的進(jìn)度表，為普及氫能源的使用提供助力；韓國(guó)也在今年提出了“氫能源經(jīng)濟(jì)路線圖”，旨在發(fā)展氫能源相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)。

在中國(guó)，3月15日，十三屆全國(guó)人大二次會(huì)議落下帷幕，修訂后的《政府工作報(bào)告》補(bǔ)充了“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”等內(nèi)容。這是氫能源首次寫入《政府工作報(bào)告》，從某種程度上助力氫燃料電池車的發(fā)展。

除了《政府報(bào)告工作》報(bào)告的修訂，廣東、浙江、吉林、四川、云南等10個(gè)省份在2019年的政府工作報(bào)告中都提到發(fā)展氫能。“氫都”“氫谷”在全國(guó)范圍內(nèi)拔地而起，北京、上海、鄭州、佛山、鹽城等多個(gè)城市已建立起氫燃料電池車示范城市，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)能源企業(yè)、汽車企業(yè)、產(chǎn)業(yè)資本在氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)已開始投入。

毛宗強(qiáng)提醒，國(guó)內(nèi)在這個(gè)熱潮下發(fā)展氫能，仍有不少問題需要解決。eo記者就我國(guó)發(fā)展氫能需要解決的關(guān)鍵問題、注意事項(xiàng)，對(duì)毛宗強(qiáng)進(jìn)行了專訪。

能源安全、環(huán)境壓力推動(dòng)氫能發(fā)展

eo：在您看來，發(fā)展氫能對(duì)于我國(guó)的意義是什么？

毛宗強(qiáng)：有觀點(diǎn)認(rèn)為，日本這種資源匱乏的島國(guó)在能源政策上借鑒的意義相當(dāng)有限，所以很多搞氫能的拿日本做例子，兩國(guó)面臨的問題根本不是一回事。對(duì)中國(guó)這種大國(guó)來說，能源安全絕對(duì)是第一位的，然后是能源成本，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要程度最多只能排到第三位。

在我看來，發(fā)展氫能最主要的原因有兩個(gè)，即能源安全和環(huán)境壓力。我國(guó)發(fā)展氫能，不能忘記初心。我在1993年調(diào)研氫能的時(shí)候，就考慮到兩個(gè)重要的問題。一個(gè)是能源安全。日本的能源有90%是靠進(jìn)口。我們比日本好些，但是我們近70%石油、40%天然氣依靠進(jìn)口，國(guó)家能源安全形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻。我國(guó)要發(fā)展成為世界強(qiáng)國(guó)，沒有強(qiáng)有力的能源保障，根本不行。二是環(huán)境壓力問題。最近幾年，我國(guó)是CO2的排放大國(guó)，我國(guó)在2016年簽訂了巴黎協(xié)定，二氧化碳減排的壓力越來越大，全球溫度上升需要控制在1.5°C。我們要盡量減排。

氫是減碳最重要的方法之一，必須重視。但減碳是需要過程的，不是說明天煤炭就不用了，應(yīng)該有個(gè)規(guī)劃。我強(qiáng)調(diào)因地制宜制氫，煤制氫最大的問題是產(chǎn)生大量二氧化碳，與現(xiàn)在減碳的方向相反。但我也不贊成把煤炭妖魔化。國(guó)內(nèi)煤炭占一次能源消費(fèi)的60%，一下子全部去除不太可行。我主張用可再生能源發(fā)的電來制氫，這在國(guó)外有個(gè)詞叫做P2G，即PowertoGas，gas指的是氫氣。

目前，全世界的96-97%氫氣來自化石能源（煤炭，天然氣和石油），3-4%氫氣來自電解水。未來會(huì)建設(shè)離網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)，專門用來制氫。我國(guó)的國(guó)土遼闊，可再生能源制氫量是無限的?？梢韵胂螅覈?guó)可望從目前的石油、天然氣進(jìn)口國(guó)成為未來的氫氣出口國(guó)。

eo：中國(guó)在“九五”、“十五”期間就曾發(fā)展過氫燃料電池，但是那些年進(jìn)展不大。為何氫能在近兩年出現(xiàn)爆發(fā)式的推動(dòng)熱情？

毛宗強(qiáng)：我國(guó)在“九五”、“十五”期間發(fā)展氫燃料電池，主力軍是高等院校、研究機(jī)構(gòu)和小型民營(yíng)企業(yè)，做出一些樣機(jī)，但離產(chǎn)業(yè)化比較遠(yuǎn)。現(xiàn)在不一樣了，上面說到了，環(huán)境的壓力，讓大家有了碳減排的意識(shí)。大家也看到了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)成的案例。拿日本來說，去年我在日本一個(gè)大臺(tái)風(fēng)天，開豐田的“未來”氫燃料電池車，行駛了一百多公里，但是一點(diǎn)問題都沒有，也不存在里程憂慮。佛山、如皋的案例也做出來了。佛山的氫燃料電池大巴還出口到馬來西亞，盡管只有十幾臺(tái)，畢竟是一個(gè)開始。雖然現(xiàn)在燃料電池的技術(shù)是國(guó)外進(jìn)來的，但是生產(chǎn)出來的車價(jià)廉物美，可以出口。如皋雖然只是一個(gè)縣級(jí)市，氫能搞得有聲有色，還被聯(lián)合國(guó)掛牌為“氫經(jīng)濟(jì)示范城市”。

在政策上，2016年8月8日，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》。其中“發(fā)展引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)”中提到，要開發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)。也就是說氫燃料電池技術(shù)是革命性的、顛覆性的。這給予央企、地方政府發(fā)展氫能的動(dòng)力。以前搞氫是民企，力量也不大。政策、資金、技術(shù)在這兩年都聚集起來了，一起推動(dòng)氫能的發(fā)展。過幾年再回頭看這兩年，就如當(dāng)年電動(dòng)汽車的“十城千輛”，現(xiàn)在是發(fā)展的一個(gè)小高潮。

技術(shù)既有自己的特色，也有差距

eo：目前國(guó)內(nèi)的氫能發(fā)展還處于哪個(gè)階段？與國(guó)際的氫能產(chǎn)業(yè)相比，存在多大差距？

毛宗強(qiáng)：氫能產(chǎn)業(yè)包括制氫、儲(chǔ)存和運(yùn)輸、應(yīng)用等四個(gè)方面。現(xiàn)階段氫能的應(yīng)用方法主要有兩個(gè)，一是氫的直接燃燒，二是燃料電池的電化學(xué)轉(zhuǎn)換。目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于商業(yè)化初期。我國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)不是在所有的方面都不行，相反，有些方面具有自己的特色。

在制氫方面，我國(guó)是全世界最大的制氫國(guó)，制氫量達(dá)到2200多萬噸每年（不同機(jī)構(gòu)的計(jì)算有出入），占世界的三分之一。在化石能源制氫過程中，必須經(jīng)過氫氣提純，一種叫做變壓吸附的方法是常用的工藝。我國(guó)的變壓吸附技術(shù)目前做到世界最大規(guī)模，處理氣量為34萬立方米氫氣/小時(shí)的國(guó)產(chǎn)變壓吸附(PSA)制氫裝置已經(jīng)在我國(guó)成功運(yùn)行多年。

氫氣的儲(chǔ)存有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)等方式。在固態(tài)儲(chǔ)氫方面，鑭鎳合金可以在特定壓力和溫度下吸附氫氣形成金屬氫化物，然后溫和加熱就可將氫氣釋放出來。全球每年產(chǎn)量1.5萬噸這種合金，我國(guó)產(chǎn)量就占了1萬噸。

儲(chǔ)氫方面，車用的儲(chǔ)氫罐國(guó)內(nèi)自己能研發(fā)，壓力35MPa的已經(jīng)商業(yè)化，70MPa的儲(chǔ)氫罐已經(jīng)試制成功。在日本，70MPa車用的儲(chǔ)氫罐主要用于小轎車?，F(xiàn)在商用車用35MPa的就夠了，也比較便宜。在加氫站的儲(chǔ)氫上，我國(guó)有領(lǐng)先之處。儲(chǔ)氣罐是用不銹鋼做內(nèi)膽、外面是鋼帶纏繞，最后封上。這個(gè)工藝在我國(guó)的工業(yè)上已經(jīng)用了20多年，現(xiàn)在我們把它應(yīng)用到儲(chǔ)氫上，壓力能到達(dá)100MPa，容積也大，能儲(chǔ)存更多的氣態(tài)氫氣。

燃料電池，我們一般講的是質(zhì)子交換膜燃料電池?，F(xiàn)在我們是能用，但是跟國(guó)際上還是有差距。在壽命方面，用在小轎車上的燃料電池要滿足在實(shí)際路況下的工作小時(shí)在5000小時(shí)以上，按平均每小時(shí)50公里計(jì)算，折算下來是25萬公里，也就是到了一個(gè)家庭要更換的車的時(shí)間了。在大巴上，現(xiàn)在國(guó)際最好的大巴用燃料電池的工作小時(shí)能做到2萬9千小時(shí)，按每小時(shí)50公里，算下來是150萬公里。目前我國(guó)燃料電池的壽命沒有經(jīng)過太多的考驗(yàn)，工作小時(shí)只有3000小時(shí)，只是國(guó)際上的一半，也就是說車沒壞，燃料電池就壞了。在燃料電池的制造工藝上，我們也有差距。日本豐田Mirai的燃料電池用的是金屬板，體積功率密度達(dá)到每升3.1千瓦。而我們現(xiàn)在用的是石墨板，達(dá)不到2千瓦，按照我們現(xiàn)有的工藝，功率密度偏小，電池的體積也會(huì)偏大，這樣的話用到小轎車就不適合了，但放在大巴、物流車上還是可以的。

目前車用燃料電池的材料問題都能國(guó)內(nèi)解決，但不是很理想。解決了材料問題，單電池、雙極板、端板等組合起來，又可能會(huì)發(fā)生其他的問題。這里就有個(gè)Know-How，即技術(shù)訣竅。這就需要繼續(xù)摸索、嘗試，需要時(shí)間去積累經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵技術(shù)還是要自己突破

eo：在核心的電堆方面，目前國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展如何？關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)該如何尋求突破？

毛宗強(qiáng)：近幾年進(jìn)展還是很快的。最早開始搞燃料電池的是研究院、高等院校，但是沒有時(shí)間和條件去做產(chǎn)業(yè)化，國(guó)家現(xiàn)在重大項(xiàng)目都是企業(yè)來牽頭，高等院校、研究院輔助參加，方法是對(duì)的。

我們不是說沒有進(jìn)口就做不了，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在有一家民營(yíng)企業(yè)的質(zhì)子交換膜是被德國(guó)奔馳公司認(rèn)可的。但是他們的現(xiàn)在做出來的膜價(jià)格還很高。催化劑我們現(xiàn)在也做出來了，所需的鉑的成本高，整體利潤(rùn)不大。碳紙也是一個(gè)問題，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)能做，但是進(jìn)度不大。

關(guān)鍵技術(shù)上需要國(guó)家要支持和重視，我們要走自己的路。燃料電池相關(guān)技術(shù)原來美國(guó)是第一的，日本技術(shù)也是從美國(guó)買的，但是美國(guó)自己不重視，后來日本就趕上來了。

我們不能永遠(yuǎn)跟在別人后面走。關(guān)鍵技術(shù)還是要自己突破，數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)的積累是需要時(shí)間的，所以最重要的是堅(jiān)定地去做。

eo：國(guó)外燃料電池巨頭與國(guó)內(nèi)企業(yè)的合作越來越多，您怎么看？

毛宗強(qiáng)：合作是個(gè)好事情。大家看到氫能市場(chǎng)在我國(guó)，都來了。好處是，我國(guó)在環(huán)境保護(hù)上做的事情得到認(rèn)可，但是不好的是，阿貓阿狗都來了。我看到有些企業(yè)花了大價(jià)錢買來了“破爛”。國(guó)外企業(yè)看到了我們的買方市場(chǎng)，同樣的技術(shù)，改動(dòng)一點(diǎn)，就另外賣出高價(jià)。于是我就提出來，我們要走高鐵模式還是汽車模式？高鐵模式中，我們有統(tǒng)一的意志，學(xué)習(xí)國(guó)外的技術(shù)，在自己國(guó)家合理發(fā)展，最后做強(qiáng)大，成為我國(guó)的名片。但是選擇什么樣的模式取決于國(guó)家意志。

氫能在各領(lǐng)域應(yīng)該是均衡發(fā)展

eo：您最為看好氫能和燃料電池在哪些領(lǐng)域的應(yīng)用？

毛宗強(qiáng)：大家對(duì)于氫氣的用處有點(diǎn)誤解。大家以為氫氣只能用在車上，其實(shí)氫的用途多樣。從能源角度上看，氫可以用來發(fā)電、發(fā)熱、作為交通燃料。目前氫氣主要是作為交通燃料，在發(fā)熱、發(fā)電上還沒有相關(guān)政策來引導(dǎo)。預(yù)計(jì)到將來，氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，包括車、船、飛機(jī)、無人機(jī)等，加在一起占比不到30%。在我們的呼吁下，船舶也在考慮做這件事情。只是船舶動(dòng)力需要大量的氫氣，主要面臨氫氣儲(chǔ)存的問題，即怎么樣儲(chǔ)存更安全。

目前，可再生能源發(fā)電量越來越大，但是由于其不穩(wěn)定，電網(wǎng)以煤電基礎(chǔ)來接納可再生電量。但是以后沒有煤電了怎么辦？可以用氫發(fā)電。如果建立巨大的風(fēng)電場(chǎng)，用風(fēng)電制氫，儲(chǔ)存下來，可以代替煤電成為電網(wǎng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。氫的大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存有很多辦法，比如，利用采空的石油、天然氣洞穴儲(chǔ)存，以液氫的狀態(tài)儲(chǔ)存，還可以制成氫的化合物儲(chǔ)存，如氫氣和空氣中的氮?dú)馍砂?，以氨的形式?chǔ)存，氫氣和空氣中的二氧化碳合成甲醇，也容易儲(chǔ)存。但是目前大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間氫的儲(chǔ)存缺乏實(shí)踐。

目前大規(guī)模氫氣在發(fā)電上的應(yīng)用，日本研究了相應(yīng)的氫氣燃?xì)廨啓C(jī)，目前第一代燃?xì)廨啓C(jī)是700MW，第二代過兩年也有望出來。我國(guó)目前只有天然氣的燃?xì)廨啓C(jī)，只適應(yīng)天然氣大規(guī)模發(fā)電，我希望國(guó)內(nèi)專家可以研發(fā)氫氣發(fā)電用的燃?xì)廨啓C(jī)，逐步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)中氫電對(duì)煤電的替代。

同時(shí)，氫氣也是重要的工業(yè)原料和還原劑。氫氣是精細(xì)化工、醫(yī)藥中間體等行業(yè)的合成原料及冶金、電子、玻璃、機(jī)械制造的保護(hù)氣。在煉鋼上，氫氣可以代替焦炭煉鐵，實(shí)現(xiàn)綠色煉鋼，只是現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)上還有待改進(jìn)。

我覺得氫能在各領(lǐng)域應(yīng)該是均衡發(fā)展的，不是說應(yīng)用在車上就是最好。

各地應(yīng)因地制宜布局氫能

eo：您認(rèn)為哪些地方可以布局氫能以削減儲(chǔ)運(yùn)帶來的問題？

毛宗強(qiáng)：氫的儲(chǔ)運(yùn)能力現(xiàn)在在提高之中。氫氣儲(chǔ)運(yùn)有多種方式，技術(shù)上用40MPa的罐車來代替20MPa的罐車運(yùn)輸氣態(tài)氫氣沒有什么問題。以液氫的方式運(yùn)輸氫，日本已經(jīng)民用化，我們?cè)诤教旃I(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用，只是在民用方面，剛剛開始探索，絕對(duì)沒有技術(shù)障礙。管道運(yùn)輸也是一種方式，我國(guó)已經(jīng)建成世界最長(zhǎng)的大口徑天然氣運(yùn)輸管道，也建成若干純氫氣輸氣管道，要建設(shè)大規(guī)模輸氫管道應(yīng)該不是難事。

我主張，只要想做，有條件的地方都可以布局氫能。各地財(cái)力不同，發(fā)展方向、速度、時(shí)間節(jié)點(diǎn)不同。各地不能盲目發(fā)展，一定要結(jié)合實(shí)際。布局氫能，第一需要人才，需要有實(shí)干的人；第二，要有經(jīng)濟(jì)條件，不能溫飽問題還沒解決就搞氫能；第三，資源問題，沒有風(fēng)沒有水的地方，可以用生物質(zhì)制氫。可再生能源匱乏的地區(qū)，可以考慮利用電網(wǎng)的電解水制氫，或引進(jìn)鄰近的氫源。

eo：在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，地方政府和國(guó)家分別需要扮演什么樣的角色？

毛宗強(qiáng)：國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀是一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)形成一個(gè)熱潮，一個(gè)文件形成一個(gè)熱潮，一個(gè)會(huì)議形成一個(gè)熱潮。過去之后熱潮就退去，這是不行的。我們講實(shí)干，企業(yè)要實(shí)干，領(lǐng)導(dǎo)部門也要實(shí)干。

地方政府要根據(jù)自身?xiàng)l件布局氫能。地方政府也要思辨，但是對(duì)于他們來說挺難的。地方政府有發(fā)展氫能的想法，但地方官員可能不太懂氫能行業(yè)，聽了某個(gè)教授或者行業(yè)專家的話，急于求成，采納了他們的意見，動(dòng)輒投資幾個(gè)億去發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，這樣就有可能帶來損失。

地方要真干、實(shí)干、加油干，反對(duì)形式主義，走過場(chǎng)。有些地方說得好，但是看完我覺得是吹牛。有些地方點(diǎn)到“氫”就算了，搞氫能，不能搞得那么輕。

各地也應(yīng)該有自己的規(guī)劃。現(xiàn)在說，氫燃料電池汽車有望在2019年正式實(shí)施“十城千輛”推廣計(jì)劃。如果真的做起來了，那就好了。

國(guó)家方面，第一要管理，要設(shè)立專門的機(jī)構(gòu)或者專人專職去管理氫能，哪怕有個(gè)“領(lǐng)導(dǎo)小組”也行。國(guó)外一般都有氫能管理機(jī)構(gòu)。例如，美國(guó)能源部下面便有專門的氫能與燃料電池辦公室負(fù)責(zé)全國(guó)氫能的管理，有30多個(gè)工作人員，明確了氫氣制備、燃料電池、氫在軍事上的應(yīng)用、國(guó)際關(guān)系、標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)等等職責(zé)。

日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO），是日本最大的公立研究開發(fā)管理機(jī)構(gòu)，承擔(dān)日本一部分經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)行政業(yè)務(wù)，主要目標(biāo)是負(fù)責(zé)解決能源和環(huán)境問題、促進(jìn)科技產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。其下面有專門的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)氫能的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、招標(biāo)和驗(yàn)收等工作。

第二，要出政策出規(guī)劃。目前中央政策落后地方。比如加氫站方面，2014年國(guó)家出臺(tái)過相關(guān)文件，加氫能力為200公斤的加氫站可以補(bǔ)貼400萬，文件是2015年底到期，到期之后就沒有下文了。在云浮、佛山，對(duì)于加氫站，2018年給到的補(bǔ)貼是800萬，2019年也是800萬，此外，買氫氣給補(bǔ)貼，購(gòu)車也給補(bǔ)貼。這是一整套氫能扶持政策。地方政府比中央搞得好。

在標(biāo)準(zhǔn)方面，現(xiàn)在國(guó)家在氫能的標(biāo)準(zhǔn)方面有數(shù)量限制，但提倡地方標(biāo)準(zhǔn)或者企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。但是我個(gè)人有疑問，我覺得國(guó)家應(yīng)該抓的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量，應(yīng)該放手的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量。鼓勵(lì)地方制定標(biāo)準(zhǔn)，容易產(chǎn)生各地方標(biāo)準(zhǔn)不一致，引起矛盾，不利氫能在全國(guó)推廣。（eo記者潘秋杏）