界面新聞記者 | 侯瑞寧
中國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立，燃料電池成本快速下降。
在9月13-15日舉行的中國（西部）氫能大會上，中國科學(xué)院院士、國際氫能與燃料電池協(xié)會理事長歐陽明高作出上述表示。
在此次大會上，歐陽明高從氫燃料電池的商業(yè)化、電解制備綠氫、氫能儲運和加注、氫系統(tǒng)的集成和氫儲能等四方面，分享了行業(yè)的最新進展與個人觀點。
歐陽明高認為，以富余綠電資源低成本制氫為源頭推動，以多元化場景應(yīng)用為龍頭拉動，將有助于要實現(xiàn)綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
氫燃料電池成本快速下降
中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，去年中國燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別達到3626輛和3367輛，同比增長105.4%和112.8%。
據(jù)歐陽明高介紹，去年中國氫燃料電池的系統(tǒng)成本3000元/kw，今年降至2500元/kw，預(yù)計到2025年將降到1000元/kw，2030年將降到500元/kw，屆時氫燃料電池能夠和傳統(tǒng)內(nèi)燃機展開競爭。
除了降低成本之外，進一步提高電池效率，是氫燃料電池今后的另一主要課題。
歐陽明高表示，目前燃料電池的額定效率達到50%左右。未來要進一步提升到60%，這將意味著氫耗會大幅下降。
目前氫燃料電池系統(tǒng)的壽命普遍為2萬小時左右。歐陽明高表示，希望2025年達到2.5萬小時，到2030年達到3萬-3.5萬小時。
談及氫燃料電池的應(yīng)用場景，歐陽明高認為，交通是氫能的先導(dǎo)，但不是主體。
“交通也就占整個氫能應(yīng)用的20%，剩下80%應(yīng)用都是其他場景。”歐陽明高認為，下一步，氫能發(fā)電將是一個很大的市場。
電解制備或成為第四大新能源出口產(chǎn)品
中國制氫領(lǐng)域已經(jīng)走在世界前列。
中國氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國氫氣產(chǎn)能約4882萬噸/年，同比增長約1.2%；氫能產(chǎn)量約3533萬噸/年，同比增長約1.9%。中國已經(jīng)成為最大的氫能生產(chǎn)國家。
歐陽明高預(yù)測，到2030年，中國可能會催生100 GW級別的綠氫電解制備市場。
彭博新能源財經(jīng)曾預(yù)計，今年中國電解槽出貨量約為1 GW。
歐陽明高指出，疊加中國的綠氫電解在全球具有成本優(yōu)勢，綠氫電解設(shè)備有可能成為繼光伏組件、鋰電池、電動汽車這三個新能源產(chǎn)品之后的第四大出口產(chǎn)品。前三者通常被業(yè)內(nèi)稱為國內(nèi)出口增長的“新三駕馬車”。
根據(jù)電解槽隔膜材料的不同，電解水制氫可分為堿性電解（AWE），質(zhì)子交換膜（PEM）電解以及固體氧化物（SOEC）電解三種技術(shù)路線。
歐陽明高認為，當(dāng)前最具潛力、最現(xiàn)實、成本最低、壽命最長、最有中國優(yōu)勢的是堿性電解水制氫。但是國內(nèi)堿性制氫缺乏技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)，需要大幅進行的技術(shù)變革。
談及堿性電解制氫存在的問題，他指出，包括電極衰減、鍍層脫落、隔膜磨損和密封失效等。
“現(xiàn)在和今后一段時間，影響堿性電解槽最關(guān)鍵的仍是隔膜?！睔W陽明高表示，隔膜決定著電池的阻抗大小和效率高低以及電堆安全等。
未來電池隔膜有兩種選擇，分別是陰離子膜和離子溶劑膜。歐陽明高更看好后者，認為“這是未來的發(fā)展方向”。
儲運成本中短期難下降
儲運環(huán)節(jié)降本是中氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)之一。
歐陽明高算了一筆賬，從氫能運輸?shù)慕嵌瓤?，原料氫的成本?1元/千克；如果用拖車輸送20兆帕的氫氣瓶，100公里需要10元/千克；加氫站的成本費用也需要10元/千克，最終加氫車輛的費用為30元/千克以上。
歐陽明高表示，提高儲運壓力是解決上述問題的途徑之一。如果氫瓶的壓力提高到50兆帕，單車運氫可接近1噸，運輸成本會大幅下降。
“目前車用氫瓶壓強大多為35兆帕，中期看不太可能突破。”歐陽明高稱。
如果是長距離運輸氫氣，管道被認為是經(jīng)濟的運輸方式。
今年4月，中石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設(shè)實施方案》，標(biāo)志著中國氫氣長距離輸送管道進入新發(fā)展階段。
“西氫東送”起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點位于北京市的燕山石化，管道全長400多公里，是國內(nèi)首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。
在此次大會上，億杰鋒源執(zhí)行董事王海峰表示，管道送氫的優(yōu)勢是運輸100公里，每千克氫氣運輸成本將從10元降到0.5元。
氫儲將是主流的長時儲能方式
除了做燃料電池之外，歐陽明高認為，氫儲能具有很大的應(yīng)用場景和發(fā)展前景。
氫儲能是指光伏風(fēng)電所生產(chǎn)的電有富余時，將其制成氫儲存起來，當(dāng)電網(wǎng)電不夠的時候，再進行發(fā)電，以形成動力循環(huán)。
歐陽明高認為，氫儲能是非常重要的長周期大規(guī)模儲能方式。雖然氫生產(chǎn)成本比電高，但儲存成本比電低。
歐陽明高給出的數(shù)據(jù)顯示：1千克氫相當(dāng)于33度電的能量。電池儲1度電需要花費至少1000元，儲33度電需要3.3萬元。如果用一個10兆帕的高壓容器儲1千克氫，最多就幾百塊元。
此外，電池不能長周期儲能，因為它有自放電；也不能大規(guī)模儲能，因為其成本太高。氫儲存則不存在儲能期限問題，放電周期可以很長。
“未來10%的可再生能源需要通過長時儲能解決，主體就要氫儲能。”歐陽明高表示，10%的可再生能源意味著到2060年，中國需要1.5萬億度電的長時儲能。中國中短期電化學(xué)儲能需求規(guī)模也就200億度電。
在他看來，除了作為原料和燃料之外，氫儲能將是氫能用于化工和鋼鐵之外的最大用途，也是未來新型電力系統(tǒng)的主要支柱。