彭苏萍院士：全球正迈入「氢2.0」时代，向「泛氢」能源方向发展

近日，中国工程院院士、中国氢能联盟战略指导委员会委员彭苏萍在一次会议中围绕氢能源与燃料电池行业的发展现状、产业趋势、战略布局等进行深度分享。

彭苏萍指出，全球正进入“氢2.0”时代，绿色氢能产业向绿氨、绿色甲醇等“泛氢”能源方向发展。在双碳目标与能源清洁化转型背景下，需要调整能源供应体系，形成多元化清洁能源供应，氢（泛氢）能源可作为各能源之间的桥梁，为能源安全保障机制的优化带来新契机。

中国迫切需要探索化石能源低碳化利用

众所周知，全球包括中国在内的各国能源产业，在过去30年里一直致力于提升清洁能源的使用比例，并减少对化石燃料的依赖。然而，鉴于煤炭资源丰富而油气资源相对较少，中国尚不能完全依赖可再生能源。根据最新的数据，非水可再生能源在我国一次能源结构中所占的比重仅为8%，显然还未达到预期目标。因此，中国迫切需要探索化石能源低碳化利用的途径。

实际上，化石能源的低碳化利用本质上就是加氢减碳。历史上，我们的祖先主要依赖木材等能源；18世纪末，瓦特发明蒸汽机；20世纪40年代，燃气轮机的诞生标志着油气成为能源领域的主导力量。如今，新能源的发展正逐步聚焦于氢能的转化与应用，燃料电池技术也在不断成熟。与传统的蒸汽机和内燃机通过燃烧产生能量的方式不同，燃料电池通过电化学反应直接发电，具有革命性意义。

当我们今天讨论氢能源时，我们实际上是在探讨氢作为能源的四个关键属性：首先，氢本身就是一种珍贵的资源；其次，作为能源，氢具有巨大的潜力；第三，氢可以作为能源的一种储备形式；最后，氢能的发展涉及到从物理过程到化学过程的多种转化方式。这四点构成了氢能发展的核心内涵。

中国企业有能力成为推动氢能产业发展的中坚力量

氢能作为国家战略的提出，其实并非中国首创。但美国自90年代克林顿时期提出氢能发展规划以来，成本问题一直是制约其氢能普及的主要障碍。相较之下，中国和日本在氢能源领域则取得了显著的进展。特别是自2003年起，随着中国煤炭产业的快速发展，许多企业家意识到必须拓宽煤炭的可持续发展路径。例如，伊金霍洛旗作为煤炭生产区，其煤炭企业家实际上也是氢能企业家。早在2010年，美国的氢能源价格约为9美元，而中国（煤制氢）仅为0.9元，这在氢能源发展过程中具有跨时代意义。日本则在福岛事件后，鉴于能源供应紧张，大力推广燃料电池进入家庭，目前已有上百万台燃料电池投入使用。

目前，全球已有47个国家将氢能提升到了国家战略的高度，而且这个数字还在不断增长，越来越多的国家正在加入这一行列。

美国和日本作为推动氢能源发展的重要力量，对整个行业的进步起到了关键的推动作用。在这一背景下，不少专家提出我们应向这些国家学习。然而在学习的同时，我认为中国企业的创造力极强，我们应充满自信。

「泛氢」，中国氢能产业向更广阔应用领域拓展的关健角色

氢能作为一种清洁能源，虽然已取得显著进展，但仍存在两大挑战：一是价格高昂，二是安全性问题还未完全解决。再加上部分法规滞后，一定程度上限制了氢能的发展。实际上，自2016年起，美国、日本和澳大利亚等国家已经开始着手规划氢能发展的下一个阶段，即氢能2.0时代，将氨作为关键的发展目标。

在中国，氨作为一种传统资源，拥有坚实的产业链基础和技术可靠性。氨的这一新角色也促使我们重新评估甲醇的潜力。基于此，我提出了“泛氢”概念，主张利用氨和甲醇等氢载体，推动中国氢能产业向更广阔的应用领域拓展，这不仅有助于实现低碳目标，也能为氢能的多样化利用铺平道路。

面对当前的国际形势和全球“双碳”目标的挑战，中国在氢能源领域的发展步伐不能停滞，并且需要进一步加快。鉴于中国能源发展和二氧化碳排放的全球关注度，我们必须采取切实有效的措施，而氢能凭借其清洁特性，在这一过程中有望扮演关键角色。

氢能在中国能源产业中的作用将进一步增强

氢能的发展关键在于可将其作为融合剂，以调节和整合不同领域的技术进步，包括电解槽技术的创新、新能源汽车的普及，以及燃料电池技术的广泛应用等。中国在这些领域已经取得了显著的进展，尤其是在碱性电解槽的出口方面，其市场份额已经占据了欧洲市场的半数以上。尽管如此，碱性电解槽在废水处理和能耗方面仍存在挑战。幸运的是，固体氧化物电解槽技术有望将能耗从平均4.8千瓦时降低到3.5千瓦时，能效显著提升。

氢能的应用前景广阔，覆盖交通、发电和储能等多个关键领域。在中国，燃料电池重卡的认可度正在不断提升，去年已有近4700辆投入实际使用。此外，燃料电池在发电效率和二氧化碳捕集能力方面也展现出巨大的潜力。氢能的运输和储存问题正在逐步得到解决，尽管目前主要依赖成本较高的槽车运输，但预计未来技术创新将有助于降低这一成本。

为了实现氢能的全面发展，我们不应局限于绿氢，还应考虑包括蓝氢在内的多种形式。通过有效控制成本，氢能在中国能源产业中的作用将进一步增强。广东和山东等地的氢能发展经验已经证明，成本控制是推动氢能产业发展的关键因素。只有当氢的生产成本降至每公斤20至25元人民币时，（氢能）企业才能实现可持续的健康发展。氢能在储能、燃料电池发电、燃料电池重卡以及港口和船舶中的应用，都显示出巨大的潜力和广阔的发展前景。氨作为氢的载体，解决了纯氢的安全性问题，预计未来将在全国范围内得到更广泛的应用。

以下为嘉宾接受采访视频以及分享实录：

（内容有编辑）

Q：请您简要谈谈，在厚植新质生产力与能源清洁化转型背景下，氢能扮演的角色与重要性。

A：氢能源是传统化石能源和可再生能源之间一个好的融合剂。氢不仅能够直接用于发电并作为能源使用，同时也是一种优秀的储能材料。例如，在2013年之前，我国西部地区的可再生能源常常面临“弃光”现象，而氢能源能够将这些可再生能源储存起来，从而解决这一问题。

另外，在氢能发展的过程中，其转化方式也发生了变化。现在，氢能通过燃料电池进行转化，这是一种化学反应过程，与过去蒸汽机、内燃机的物理发电方式有了很大的改变，这实际上是一个质的改变。这也是为什么说氢能是一次能源革命的原因。

氢能的发展过程中，其产业链与应用链都很长，可以带动价值数千亿甚至万亿的产业发展。您刚才提到的“厚植新质生产力”，氢能的作用就在于此。

Q：您认为氢燃料电池技术应当在哪些方面重点发力和攻关？我国目前处于怎样的水平？

A：氢燃料电池在氢能发展中扮演着关键角色，被视为“卡脖子”的技术环节。在工业应用中，氢燃料电池主要分为两类：

一类是质子交换膜燃料电池，特点是工作温度较低、启动迅速，这使其在交通领域得到广泛应用。由于其低温运行特性，使得使用的贵金属和其他材料成本较高。为降低成本，人们探索了多种途径，包括改进膜电极和碳纸的制造工艺以及优化质子交换膜的生产。近年来，我国在这一领域取得了显著进展，与国际先进水平的差距正在慢慢缩小。另外，当前，氢能发展的一大挑战是氢气的使用成本较高。对于质子交换膜燃料电池，如果能够将质子交换膜燃料电池的工作温度从当前的80度左右提升至120度，那我们就可以将氢气的纯度降低，从而显著降低运营成本，推动氢能产业的发展。

另一类是固体氧化物燃料电池，一种中高温燃料电池，工作温度在700-800度之间，主要采用陶瓷膜。该技术近五年来已受到国内广泛关注，相关零部件的研制和生产均已开展。相信在国家大力支持下，这一技术有望进一步提升。一旦固体氧化物燃料电池在本地规模化并成功集成，未来在集中式供电供热、分布式发电或集中式发电方面都将对我国的电力生产和社区供热做出重大贡献。

Q：中国氢能联盟在推动产业升级以及原创技术策源地方面，发挥了那些积极作用？

A：自2018年成立以来，中国氢能联盟在中国氢能产业化过程中发挥了重要作用，在政府的指导下开展了许多细致的工作。氢能源作为我国新兴产业部门，虽然国家高度重视，但行业主管部门在推动产业发展方面面临人手有限以及专业知识获取不足等问题，需要有专业组织提供知识和信息支持。中国氢能联盟在这方面发挥了积极作用，不仅发布了《中国氢能发展报告（2023）》和氢能源相关产业数据，还积极倡导并引导行业发展。特别是在组织联合攻关方面，发挥了重要作用。中国氢能联盟通过其前瞻性工作和对低碳产品的推荐，有效地协助了国家有关部门，不仅填补了行业空白，还推动了整个产业的进步与发展。因此，中国氢能联盟得到了全国产业界、学术界和行业的高度认可。

Q：您是第二年来到氢能专精特新创业大赛现场，您认为大赛对于推动产融结合以及促进科技成果转化方面起到了怎样的助力作业？

A：我认为这个工作做得很好，氢能产业作为一个新兴领域，过去缺乏明确的规则和标准。中国氢能联盟通过组织大赛，为全国相关企业搭建了一个交融、交流和合作的平台，对行业起到了很好的促进作用。第二点，大赛还提供了一些优秀的应用和商业模式示范，对产业发展至关重要。第三点，在大赛过程中还有一些研发企业展示了他们的研究成果，通过与业界交流，有助于推动企业产品的扩展和升级。