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氢能标准化技术委员会马林聪:氢能产业发展与技术创新助力碳中和

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  随着氢能被列入《十四五规划纲要》前瞻谋划的未来产业之一,氢能行业的定位与前景变得更加清晰。氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源,它的多功能性及其脱碳潜力可广泛应用于运输、建筑和重工业领域,在全球向低碳经济过渡中发挥着关键作用。
“现在大家都在研究碳达峰和碳中和的各种路径,氢作为能源的应用,也是一种途径。”4月23日,由能源环境服务产业联盟(EESIA)主办的2021能源环境服务产业年度峰会在京举行,全国氢能标准化技术委员会主任、中国标准化研究院原院长马林聪在会上发表主题演讲时如是表示。
氢能被视为全球最具发展潜力的清洁能源之一,是替代化石能源的重要选择。随着碳中和成为应对气候变化的全球共识,氢能已经被多个国家和地区纳入发展战略规划。大力发展氢能,有助力实现“碳达峰-碳中和”。

  我国氢能产业现状

  作为零碳能源,近三年来,氢能的概念在中国十分火热。不过,“从理论上讲,氢能作为一个终极能源,是非常清洁的。但是,氢的产生过程来源于哪?这个过程中是否对环境有直接影响?这个现在有些机构还在做研究。从最后氢能的应用上来说,确实对环境是很好的,但不能只看这一点。”
马林聪指出,当前,从中央及各级政府、以及各类企业,都很重视氢作为能源的使用,尤其是汽车产业,非常关注氢燃料电池的应用和产业发展。“国家目前燃料电池的组装技术没有问题,但我们在一些核心技术材料中还存在很多问题。”
燃料电池技术主要包括质子交换膜(PEM)、催化层、扩散层、双极板、膜电极和燃料电池系统等。据马林聪介绍,这些核心技术大部分都掌握在国外企业手中,除质子膜外,其他技术国内虽然一直都在跟踪研究,但质量依旧稍微落后。

  

  全国氢能标准化技术委员会主任、中国标准化研究院原院长马林聪

  我国氢能发展始于21世纪初国际上掀起的第三轮氢能热,当时国家出台了一些相关政策,随后声势逐渐衰落,到2015年,出台的政策已经十分稀少。而国际上,虽然油价回落使得氢能热并没有转化成政府对产业的持续投资,但企业在氢能领域的研发投资却没有停下脚步。“以日本丰田公司为例,人家研究将近20年,氢燃料电池汽车的发展已经做了20年的铺垫,里面很多技术基本都解决了。”
不过,马林聪也表示,自2015年后,国家各个层面及地方政府开始密集出台相关政策,鼓励氢能发展,氢能产业布局发展十分迅速。“现在有24个省,46个以上的城市,100多项的地方配套政策在布局,几乎囊括了国土各省各市,京津冀、长三角、珠三角发展都很快,基本上全国都铺开了。大家都住氢能发展,主要集中在交通领域燃料电池的应用上。”

  氢燃料电池的利与弊

  “氢产生电,氢燃料电池的主要用户是汽车,当然分布式能源中也会有所应用。”当前,氢燃料电池汽车在乘用车的应用上十分少见,基本上多应用于物流车和大客车方面,此外,在飞机、轮船和有轨电车也有应用。
值得注意是,现在所谓的“氢燃料电池车”,实际上并非百分之百的纯氢燃料电池车,而是装了两套系统,氢燃料电池大概占20%多或者一半,还有一套电池系统。“这里面有很多技术还没有完全解决,在有些领域已经慢慢发展到氢燃料电池发电量占绝大部分,最后应该达到百分之百,只有丰田汽车做到了,欧洲可能有一些车也做到了。”

  

  全国氢能标准化技术委员会主任、中国标准化研究院原院长马林聪

  当然,凡事有利也有弊。马林聪提醒,虽然氢燃料电池拥有无污染、零排放、噪音低、能源效率高、续航能力强、加氢方便等优点,但依然存在成本居高不下的问题。“下不来是因为作为催化剂的贵金属铂成本比较高,如果没有很便宜的替代性的产品,将来是一个很大的问题。”
另外,氢燃料电池的寿命较短,普遍只有约2000小时寿命,而锂电池的平均使用寿命则在8年以上。而在性能方面,由于国内氢能源技术水平有限,氢燃料电池的关键零部件与技术过度依赖国外龙头企业,供应链遭“卡脖子”现象严重。

  国内外氢能标准化概况

  氢能产业正处于快速发展阶段,技术发展速度快、产品的升级和更新速度快,对氢能标准化工作提出了更高的要求。

  截至目前为止,国际标准化组织中,有5个技术委员会与氢能关系密切,其中,“ISO发布的氢能标准30多个,IEC十几个,数量上处于这样的水平,中国跟得很紧。”
据马林聪介绍,我国氢能标准体系一共涉及氢能基础与管理、氢质量、氢安全、氢工程建设、氢制备与提纯、氢储运与加注、氢能应用、氢相关检测8个方面,囊括氢产业链和应用领域的各个环节。“比较麻烦的是,因为氢没有形成产业,企业这一块的标准缺失很大。”
为了推进氢的标准化工作,国家大力推动氢能标准化基地建设。与此同时,国内有关氢能的组织也雨后春笋般陆续成立,如广东佛山绿色创新发展技术研究院、PGO光伏绿色生态合作组织氢能研究院、中国氢能联盟、长三角氢能产业技术联盟、广东省氢能产业联盟、四川省氢能产业联盟等,“现在氢在国内很热,从中央到地方各种组织都在成立。”
氢能是实现“碳达峰-碳中和”的一个重要途径,但怎么才能使用好氢能?马林聪指出,中国在氢作为能源应用特别是民用方面以及更广泛的氢应用起步晚于发达国家,在氢能全产业链的科研、技术开发、设备制造、材料、储存、运输等环节还有很多需要攻关的难点。他呼吁,建议国内有志于氢能产业的机构,携手合作,创新突破,为氢能及氢的广泛应用贡献中国人的智慧,惠及社会、经济和人民生活。

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