氫能作為全球最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，目前已?jīng)成為各國能源戰(zhàn)略的發(fā)展重點(diǎn)。各國發(fā)展氫能有何側(cè)重,？對(duì)我國的氫能發(fā)展有何啟示,？10月20日上午，2020聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)院士論壇上,，一眾院士,、專家齊聚，就氫能未來發(fā)展的趨勢(shì)分享知識(shí)與觀點(diǎn),。
2020聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)院士論壇,。南方日?qǐng)?bào)記者 盧浩能 攝
氫能已成全球各地能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)
論壇上，中國工程院院士,、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）教授,、國家煤礦水害防治工程技術(shù)研究中心主任武強(qiáng)對(duì)我國能源形勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析,。他指出，煤炭資源占我國的一次性能源生產(chǎn)超70%,；所有其他形式的一次性能源之和則僅占我國一次性能源總生產(chǎn)的不到30%。
要緩解當(dāng)前的能源壓力,，武強(qiáng)認(rèn)為,，需要通過開源、節(jié)流以及打造主體能源三個(gè)途徑,。其中,，開源就包括了加大氫能等清潔能源的開發(fā)利用。
對(duì)此,，國務(wù)院參事,、國家能源專家咨詢委員會(huì)主任徐錠明從國家能源戰(zhàn)略的高度指出發(fā)展氫能的重要性?！翱萍紱Q定能源未來,，科技創(chuàng)造未來能源?！彼硎?，要全面推動(dòng)能源革命，要主動(dòng)擺脫煤炭依賴,，要自覺跨越油氣時(shí)代,，要熱烈擁抱零碳未來，要深度實(shí)現(xiàn)兩化融合（即：去碳化——綠色化轉(zhuǎn)型,；數(shù)字化——智能化轉(zhuǎn)型）,。
他山之石，可以攻玉,。武漢理工大學(xué)學(xué)科首席教授,、佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任程一兵就著重介紹了世界各地的氫能戰(zhàn)略發(fā)展路徑。
程一兵首先介紹了三種主要的氫氣制備技術(shù),。第一種是“灰氫”,，即用化石原料制氫，制造成本低,，但碳排放高,、不可持續(xù)，目前95%的氫能制備是用化石原料,，而未來該技術(shù)將逐步淘汰,。第二種是“藍(lán)氫”，即用化石原料制氫,，加上碳捕獲與封存技術(shù),。該方式優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)相對(duì)成熟,，碳強(qiáng)度較低，社會(huì)接受度高,，但成本昂貴,。第三種是“綠氫”，就是用水作為原料制氫,，實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放,，社會(huì)接受度最高，成本昂貴,?！熬G氫”是各國一致的發(fā)展方向，也是全球競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn),。
“世界各國對(duì)發(fā)展氫能高度重視,，近年來紛紛制定氫能戰(zhàn)略,，將發(fā)展氫能作為國家經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和生態(tài)發(fā)展的長(zhǎng)期戰(zhàn)略,?！背桃槐f,，目前各國發(fā)展氫能著眼于全產(chǎn)業(yè)鏈布局,，綜合開發(fā)制氫、儲(chǔ)氫,、運(yùn)氫和用氫技術(shù)，帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)發(fā)展,。
例如,，美國19家大公司向美國政府提出發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)的技術(shù)報(bào)告,。而目前美國氫氣制備技術(shù)主要由不帶碳捕獲的天然氣重整技術(shù)生產(chǎn)，未來將進(jìn)一步發(fā)展采用碳捕獲與封存結(jié)合的天然氣重整技術(shù)制備,，并發(fā)展可再生能源電解水制氫。
歐盟將發(fā)展氫能作為實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的重要途徑,，其規(guī)劃指出可再生能源電解水和天然氣重整+碳捕獲與封存最有可能成為今后的主導(dǎo)制氫技術(shù),。德國聯(lián)邦政府于2020年6月發(fā)布《國家氫能戰(zhàn)略》,，指出要利用發(fā)展氫能來增長(zhǎng)經(jīng)濟(jì),、創(chuàng)造就業(yè)和保護(hù)環(huán)境,。該戰(zhàn)略專注發(fā)展“綠氫”,，即用可再生能源電解水制氫作為重點(diǎn)發(fā)展方向。
日本氫能發(fā)展規(guī)劃指出,，目標(biāo)于2030年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)30萬噸氫氣,。而制備氫氣方面采取進(jìn)口化石能源制氫及本土發(fā)展可再生能源電解水制氫兩種方式。目前,，該國已在福島建設(shè)了可再生光伏電解水制氫示范線,。
澳大利亞則計(jì)劃將本國打造為亞洲三大氫能出口基地之一,，同時(shí)在氫安全、氫經(jīng)濟(jì)以及氫認(rèn)證方面走在全球前列,。該國計(jì)劃到2030年進(jìn)入亞洲氫能市場(chǎng)的前三名,，成為有國際影響力的氫能出口國。
多種制氫技術(shù)路徑的探討
既然“藍(lán)氫”和“綠氫”是今后制備氫氣的方向，如何開拓思路,、攻克技術(shù)瓶頸，自然成為了科學(xué)家們的研究重點(diǎn),。論壇上，院士們對(duì)多種氫能發(fā)展的技術(shù)路徑做了分享,。
歐洲科學(xué)院院士,、武漢理工大學(xué)學(xué)科首席教授,、佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室光伏制氫技術(shù)實(shí)驗(yàn)室副主任余家國介紹了今后的先進(jìn)制氫技術(shù)趨勢(shì),。其中一項(xiàng)技術(shù)是“光催化制氫”,。余家國介紹,，光催化制氫利用太陽光催化分解制備氫氣,，光催化材料和技術(shù)在解決能源和環(huán)境問題方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景,。目前,，美國,、歐洲,、日本,、韓國等地都在重點(diǎn)開展光催化分解水制氫的研究,。
澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長(zhǎng),、清潔能源研究院院長(zhǎng)及化學(xué)系講席教授劉科介紹了另一種技術(shù)路徑：甲醇在線制氫系統(tǒng),。他介紹,，甲醇是非常好的液體儲(chǔ)氫、運(yùn)氫載體,，氫能汽車通過車載甲醇制氫與燃料電池系統(tǒng)集成，可實(shí)現(xiàn)氫氣即產(chǎn)即用,、即時(shí)制氫發(fā)電,。而且該系統(tǒng)在效率與成本上均具備優(yōu)勢(shì)。在劉科看來,，基于甲醇的氫燃料發(fā)電，還將是未來5G電源供應(yīng)和分布式能源的發(fā)展方向,。
中國科學(xué)院院士,、西安交通大學(xué)教授、動(dòng)力工程多相流國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任郭烈錦則介紹“煤炭超臨界水制氫”的技術(shù),。該技術(shù)“以水為基、水煤直接接觸”,，讓二氧化碳自然富集,，清潔高效制氫,。他表示,，這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤的高效潔凈低碳轉(zhuǎn)化，同時(shí)能有效解決環(huán)境污染問題
郭烈錦表示,，“卡脖子”問題的根子在基礎(chǔ)研究薄弱,，要進(jìn)一步發(fā)展推廣氫能技術(shù),，需要建設(shè)能源國家實(shí)驗(yàn)室,，加長(zhǎng)科技創(chuàng)新鏈條,，自主解決原創(chuàng)基礎(chǔ)理論,、核心關(guān)鍵技術(shù),、工程技術(shù)等問題,，從而解決能源基礎(chǔ)理論缺陷與科技創(chuàng)新短板等“卡脖子”問題,，以推動(dòng)我國能源科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展,。
【南方日?qǐng)?bào)記者】盧浩能
