日前，波士顿咨询（BCG）联合中国科学院院士、国际氢能与燃料电池协会理事长欧阳明高院士团队在北京共同发布了氢能产业研究最新成果报告《中国氢能产业展望》。报告聚焦于中国及国际氢能产业的发展态势，从产业和技术两个角度进行深入探讨，重点聚焦氢能的应用场景与发展路径、关键技术创新方向，并对氢能产业发展进行了展望。
发展氢能势在必行
随着极端气候事件的多发，各国政府对于有效应对气候变化愈发重视，碳中和更是成为了当前全球重要议题之一。与此同时，包括中国在内的全球各国正在共同经历第三次能源革命。建立真正可持续、零排放的全新能源体系，推动清洁能源在全球范围内的系统性发展势在必行。在此背景下，氢能这一广泛存在于自然界的清洁能源被赋予了重要使命与意义，氢能产业的发展也备受关注。
“在能源转型历程中，氢能这一绿色能源因其零排放、高热值等诸多优势，在过去的几十年中获得越来越多的关注。”BCG董事总经理，全球合伙人於晨在谈及氢能产业发展时表示，“作为积极应对全球气候变化的国家之一，中国在实现‘3060双碳目标’愿景的征程中，正不断为氢能产业发展创造良好的环境。”
国家发改委、国家能源局3月份发布的《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》明确了氢能在中国未来能源结构中的战略性定位，制定了中国氢能产业阶段性发展目标，并首次系统性提出了氢能在交通领域以外的多个规模化应用场景的发展规划，包括储能、发电与工业。
氢交通：氢能产业发展“先导”
氢能在交通领域直接作为能源使用是零碳交通的重要组成部分和关键技术路径之一。在不断进步的燃料电池技术、不断建设完善的氢能基础设施、强有力的政策等因素的推动下，氢能交通迅速发展，尤其是长途重载卡车领域。更重要的是，氢能交通将作为氢能产业的先导性应用，打通氢能全产业环节，有效推动整个氢能产业链的发展。一旦燃料电池交通应用场景的经济成本具备市场竞争力，燃料电池汽车将成为短中期内氢能需求的增长引擎。
“燃料电池汽车的最大潜力在于长途重载商用车领域，与纯电动重卡相比，燃料电池重卡的补能时间更短、重量更轻且能量密度更高。随着氢燃料价格的下降和燃料电池系统成本的优化，预计燃料电池汽车的总体拥有成本（TCO）将显著改善。”BCG董事总经理，全球合伙人葛磊解读道。
氢储能：赋能可再生能源应用
以能源载体形式用于储能和发电被认为是氢能极具前景的应用领域。“在可再生电力为主导的电网系统中，氢能是最理想的长期储能方式，也是灵活发电的清洁能源。目前，在燃气轮机的掺氢和纯氢发电、锅炉的掺氢掺氨发电、燃料电池热电联供等领域，已有丰富的探索和商业实践。”BCG董事总经理，全球合伙人王海旭表示，“尽管在技术和成本等方面仍存在一定挑战，但氢能的能源化应用场景正在迅速发展，并带动产业的大规模增长。”
以氢能为核心的化学储能系统涵盖了氢气制备、储运以及以氢为燃料的发电。氢储能应用的核心是氢与其他能量形式（尤其是电）之间的转换。在双向的“电-氢-电”（P2G2P） 过程中，富余的可再生能源发电，通过电解制氢系统制备氢气，然后将氢气储存下来，再用于燃气轮机或燃料电池发电：整个过程中没有碳排放，仅产生水和热量作为副产物。而在单向的“电-氢”（P2G）过程中，储存下来的氢气则可作为一种商品进行运输，并在工业和交通等多领域得到利用。
电网系统的容量和灵活性可以通过氢储能在发电侧、电网侧和用电侧的部署得到提升和优化。在发电侧，氢储能通过“电-氢-电” 过程可以促进可再生能源的消纳，平抑出力波动、缩小与计划出力的误差。氢储能还可用于电网侧的调峰辅助、负载均衡，以及在用电侧作为灵活性资源参与需求响应、用于峰谷套利、作为备用电源以及离网电源使用。
氢工业：低碳转型得力推手
氢气在工业领域具有成熟的应用基础，多年来一直作为工业原料广泛应用于各个领域。而近年来，随着工业脱碳趋势的发展，“绿氢替代灰氢”的浪潮开始涌现。现有的氢气运输、储存和利用的基础设施将有效地促进绿氢在工业领域的快速应用和落地。要实现对灰氢的大规模替代，绿氢的成本竞争力至关重要。
绿氢和灰氢的成本平价趋势，将主要来自四大因素的推动：电解槽成本降低，可再生能源电价下降，电耗水平优化和碳税的出台。
技术创新推动氢能产业发展
从全球能源革命背景下新旧能源转换的角度来看，氢能常被比作 “零碳石油”，替代石油作为化石能源和化工原料的双重价值，承载起石油天然气在全球能源贸易网络中的关键角色。从二次能源的角度来看，氢能就是电的 “硬币另一面”，是电的另一种可存储、可运输的形式。在氢能产业当中，氢交通、氢储能、氢工业的每一种场景的商业化都将推动万亿级市场的递进增长。而在将氢能宏大的战略价值转化为商业价值的过程中，需要价值链、产业链、技术链的全方位规划与发展。
“氢能产业链的发展，需要各环节长期的技术创新与突破，来解决全行业所面临的技术成本高、能量转化效率存在瓶颈、安全性管理缺乏体系、数字化水平低等问题。”院士团队杨福源教授表示，“持续的技术迭代，以及跨行业的技术创新，正在为氢能产业注入加速发展的支撑与源动力。”以制氢领域为例，近年来正持续受到市场和资本的关注。尽管碱性电解水制氢技术（AEC）被认为是相对成熟的技术，但仍需要产业参与者面向全新的绿氢场景，进行系统性技术创新，以场景落地推动产业链发展，进而真正推动氢能产业发展。
中国科学院院士、国际氢能与燃料电池协会理事长欧阳明高指出，“氢能是第三次能源革命的主题。氢能产业在碳中和的时代背景下，已经迎来新的发展浪潮，在政策、技术、市场、资本等多方的合力推动下，全球氢能产业链各环节都将实现全方位的突破发展，在未来十年构建出万亿级新能源市场，成为推动全球能源绿色低碳转型的新动能。”
来源：国际商报
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