“時下氫能發展進入了一個小高潮。”國際氫能協會副主席、清華大學核能與新能源技術研究院教授毛宗強感受到了國內外發展氫能的熱情。

德國總理安格拉·默克爾在4月2日表示，德國需要通過改用電動或氫動力燃料電池汽車來改變汽車行業；新西蘭總理雅辛達·阿德恩日前在主持發布《塔拉納基氫氣路線圖》時表示，塔拉納基作為一個能源供應基地，未來的發展機遇在于綠色氫氣生產；3月12日，日本政府匯總并公布了旨在活用氫能源的進度表，為普及氫能源的使用提供助力；韓國也在今年提出了“氫能源經濟路線圖”，旨在發展氫能源相關新興產業。

在中國，3月15日，十三屆全國人大二次會議落下帷幕，修訂后的《政府工作報告》補充了“推動充電、加氫等設施建設”等內容。這是氫能源首次寫入《政府工作報告》，從某種程度上助力氫燃料電池車的發展。

除了《政府報告工作》報告的修訂，廣東、浙江、吉林、四川、云南等10個省份在2019年的政府工作報告中都提到發展氫能。“氫都”“氫谷”在全國范圍內拔地而起，北京、上海、鄭州、佛山、鹽城等多個城市已建立起氫燃料電池車示范城市，國內傳統能源企業、汽車企業、產業資本在氫能及燃料電池產業已開始投入。

毛宗強提醒，國內在這個熱潮下發展氫能，仍有不少問題需要解決。eo記者就我國發展氫能需要解決的關鍵問題、注意事項，對毛宗強進行了專訪。

能源安全、環境壓力推動氫能發展

eo：在您看來，發展氫能對于我國的意義是什么？

毛宗強：有觀點認為，日本這種資源匱乏的島國在能源政策上借鑒的意義相當有限，所以很多搞氫能的拿日本做例子，兩國面臨的問題根本不是一回事。對中國這種大國來說，能源安全絕對是第一位的，然后是能源成本，能源結構調整的重要程度最多只能排到第三位。

在我看來，發展氫能最主要的原因有兩個，即能源安全和環境壓力。我國發展氫能，不能忘記初心。我在1993年調研氫能的時候，就考慮到兩個重要的問題。一個是能源安全。日本的能源有90%是靠進口。我們比日本好些，但是我們近70%石油、40%天然氣依靠進口，國家能源安全形勢仍然十分嚴峻。我國要發展成為世界強國，沒有強有力的能源保障，根本不行。二是環境壓力問題。最近幾年，我國是CO2的排放大國，我國在2016年簽訂了巴黎協定，二氧化碳減排的壓力越來越大，全球溫度上升需要控制在1.5°C。我們要盡量減排。

氫是減碳最重要的方法之一，必須重視。但減碳是需要過程的，不是說明天煤炭就不用了，應該有個規劃。我強調因地制宜制氫，煤制氫最大的問題是產生大量二氧化碳，與現在減碳的方向相反。但我也不贊成把煤炭妖魔化。國內煤炭占一次能源消費的60%，一下子全部去除不太可行。我主張用可再生能源發的電來制氫，這在國外有個詞叫做P2G，即PowertoGas，gas指的是氫氣。

目前，全世界的96-97%氫氣來自化石能源（煤炭，天然氣和石油），3-4%氫氣來自電解水。未來會建設離網的風電場，專門用來制氫。我國的國土遼闊，可再生能源制氫量是無限的。可以想象，我國可望從目前的石油、天然氣進口國成為未來的氫氣出口國。

eo：中國在“九五”、“十五”期間就曾發展過氫燃料電池，但是那些年進展不大。為何氫能在近兩年出現爆發式的推動熱情？

毛宗強：我國在“九五”、“十五”期間發展氫燃料電池，主力軍是高等院校、研究機構和小型民營企業，做出一些樣機，但離產業化比較遠?，F在不一樣了，上面說到了，環境的壓力，讓大家有了碳減排的意識。大家也看到了國內外現成的案例。拿日本來說，去年我在日本一個大臺風天，開豐田的“未來”氫燃料電池車，行駛了一百多公里，但是一點問題都沒有，也不存在里程憂慮。佛山、如皋的案例也做出來了。佛山的氫燃料電池大巴還出口到馬來西亞，盡管只有十幾臺，畢竟是一個開始。雖然現在燃料電池的技術是國外進來的，但是生產出來的車價廉物美，可以出口。如皋雖然只是一個縣級市，氫能搞得有聲有色，還被聯合國掛牌為“氫經濟示范城市”。

在政策上，2016年8月8日，國務院印發了《“十三五”國家科技創新規劃》。其中“發展引領產業變革的顛覆性技術”中提到，要開發氫能、燃料電池等新一代能源技術。也就是說氫燃料電池技術是革命性的、顛覆性的。這給予央企、地方政府發展氫能的動力。以前搞氫是民企，力量也不大。政策、資金、技術在這兩年都聚集起來了，一起推動氫能的發展。過幾年再回頭看這兩年，就如當年電動汽車的“十城千輛”，現在是發展的一個小高潮。

技術既有自己的特色，也有差距

eo：目前國內的氫能發展還處于哪個階段？與國際的氫能產業相比，存在多大差距？

毛宗強：氫能產業包括制氫、儲存和運輸、應用等四個方面?，F階段氫能的應用方法主要有兩個，一是氫的直接燃燒，二是燃料電池的電化學轉換。目前我國氫能產業發展處于商業化初期。我國的氫能產業不是在所有的方面都不行，相反，有些方面具有自己的特色。

在制氫方面，我國是全世界最大的制氫國，制氫量達到2200多萬噸每年（不同機構的計算有出入），占世界的三分之一。在化石能源制氫過程中，必須經過氫氣提純，一種叫做變壓吸附的方法是常用的工藝。我國的變壓吸附技術目前做到世界最大規模，處理氣量為34萬立方米氫氣/小時的國產變壓吸附(PSA)制氫裝置已經在我國成功運行多年。

氫氣的儲存有氣態、液態、固態等方式。在固態儲氫方面，鑭鎳合金可以在特定壓力和溫度下吸附氫氣形成金屬氫化物，然后溫和加熱就可將氫氣釋放出來。全球每年產量1.5萬噸這種合金，我國產量就占了1萬噸。

儲氫方面，車用的儲氫罐國內自己能研發，壓力35MPa的已經商業化，70MPa的儲氫罐已經試制成功。在日本，70MPa車用的儲氫罐主要用于小轎車。現在商用車用35MPa的就夠了，也比較便宜。在加氫站的儲氫上，我國有領先之處。儲氣罐是用不銹鋼做內膽、外面是鋼帶纏繞，最后封上。這個工藝在我國的工業上已經用了20多年，現在我們把它應用到儲氫上，壓力能到達100MPa，容積也大，能儲存更多的氣態氫氣。

燃料電池，我們一般講的是質子交換膜燃料電池。現在我們是能用，但是跟國際上還是有差距。在壽命方面，用在小轎車上的燃料電池要滿足在實際路況下的工作小時在5000小時以上，按平均每小時50公里計算，折算下來是25萬公里，也就是到了一個家庭要更換的車的時間了。在大巴上，現在國際最好的大巴用燃料電池的工作小時能做到2萬9千小時，按每小時50公里，算下來是150萬公里。目前我國燃料電池的壽命沒有經過太多的考驗，工作小時只有3000小時，只是國際上的一半，也就是說車沒壞，燃料電池就壞了。在燃料電池的制造工藝上，我們也有差距。日本豐田Mirai的燃料電池用的是金屬板，體積功率密度達到每升3.1千瓦。而我們現在用的是石墨板，達不到2千瓦，按照我們現有的工藝，功率密度偏小，電池的體積也會偏大，這樣的話用到小轎車就不適合了，但放在大巴、物流車上還是可以的。

目前車用燃料電池的材料問題都能國內解決，但不是很理想。解決了材料問題，單電池、雙極板、端板等組合起來，又可能會發生其他的問題。這里就有個Know-How，即技術訣竅。這就需要繼續摸索、嘗試，需要時間去積累經驗。

關鍵技術還是要自己突破

eo：在核心的電堆方面，目前國內研究進展如何？關鍵技術應該如何尋求突破？

毛宗強：近幾年進展還是很快的。最早開始搞燃料電池的是研究院、高等院校，但是沒有時間和條件去做產業化，國家現在重大項目都是企業來牽頭，高等院校、研究院輔助參加，方法是對的。

我們不是說沒有進口就做不了，國內現在有一家民營企業的質子交換膜是被德國奔馳公司認可的。但是他們的現在做出來的膜價格還很高。催化劑我們現在也做出來了，所需的鉑的成本高，整體利潤不大。碳紙也是一個問題，現在國內能做，但是進度不大。

關鍵技術上需要國家要支持和重視，我們要走自己的路。燃料電池相關技術原來美國是第一的，日本技術也是從美國買的，但是美國自己不重視，后來日本就趕上來了。

我們不能永遠跟在別人后面走。關鍵技術還是要自己突破，數據、經驗的積累是需要時間的，所以最重要的是堅定地去做。

eo：國外燃料電池巨頭與國內企業的合作越來越多，您怎么看？

毛宗強：合作是個好事情。大家看到氫能市場在我國，都來了。好處是，我國在環境保護上做的事情得到認可，但是不好的是，阿貓阿狗都來了。我看到有些企業花了大價錢買來了“破爛”。國外企業看到了我們的買方市場，同樣的技術，改動一點，就另外賣出高價。于是我就提出來，我們要走高鐵模式還是汽車模式？高鐵模式中，我們有統一的意志，學習國外的技術，在自己國家合理發展，最后做強大，成為我國的名片。但是選擇什么樣的模式取決于國家意志。

氫能在各領域應該是均衡發展

eo：您最為看好氫能和燃料電池在哪些領域的應用？

毛宗強：大家對于氫氣的用處有點誤解。大家以為氫氣只能用在車上，其實氫的用途多樣。從能源角度上看，氫可以用來發電、發熱、作為交通燃料。目前氫氣主要是作為交通燃料，在發熱、發電上還沒有相關政策來引導。預計到將來，氫能在交通領域的應用，包括車、船、飛機、無人機等，加在一起占比不到30%。在我們的呼吁下，船舶也在考慮做這件事情。只是船舶動力需要大量的氫氣，主要面臨氫氣儲存的問題，即怎么樣儲存更安全。

目前，可再生能源發電量越來越大，但是由于其不穩定，電網以煤電基礎來接納可再生電量。但是以后沒有煤電了怎么辦？可以用氫發電。如果建立巨大的風電場，用風電制氫，儲存下來，可以代替煤電成為電網穩定的基礎。氫的大規模、長時間儲存有很多辦法，比如，利用采空的石油、天然氣洞穴儲存，以液氫的狀態儲存，還可以制成氫的化合物儲存，如氫氣和空氣中的氮氣生成氨，以氨的形式儲存，氫氣和空氣中的二氧化碳合成甲醇，也容易儲存。但是目前大規模、長時間氫的儲存缺乏實踐。

目前大規模氫氣在發電上的應用，日本研究了相應的氫氣燃氣輪機，目前第一代燃氣輪機是700MW，第二代過兩年也有望出來。我國目前只有天然氣的燃氣輪機，只適應天然氣大規模發電，我希望國內專家可以研發氫氣發電用的燃氣輪機，逐步實現電網中氫電對煤電的替代。

同時，氫氣也是重要的工業原料和還原劑。氫氣是精細化工、醫藥中間體等行業的合成原料及冶金、電子、玻璃、機械制造的保護氣。在煉鋼上，氫氣可以代替焦炭煉鐵，實現綠色煉鋼，只是現在經濟上還有待改進。

我覺得氫能在各領域應該是均衡發展的，不是說應用在車上就是最好。

各地應因地制宜布局氫能

eo：您認為哪些地方可以布局氫能以削減儲運帶來的問題？

毛宗強：氫的儲運能力現在在提高之中。氫氣儲運有多種方式，技術上用40MPa的罐車來代替20MPa的罐車運輸氣態氫氣沒有什么問題。以液氫的方式運輸氫，日本已經民用化，我們在航天工業已經成功應用，只是在民用方面，剛剛開始探索，絕對沒有技術障礙。管道運輸也是一種方式，我國已經建成世界最長的大口徑天然氣運輸管道，也建成若干純氫氣輸氣管道，要建設大規模輸氫管道應該不是難事。

我主張，只要想做，有條件的地方都可以布局氫能。各地財力不同，發展方向、速度、時間節點不同。各地不能盲目發展，一定要結合實際。布局氫能，第一需要人才，需要有實干的人；第二，要有經濟條件，不能溫飽問題還沒解決就搞氫能；第三，資源問題，沒有風沒有水的地方，可以用生物質制氫。可再生能源匱乏的地區，可以考慮利用電網的電解水制氫，或引進鄰近的氫源。

eo：在氫能產業發展中，地方政府和國家分別需要扮演什么樣的角色？

毛宗強：國內的現狀是一個領導形成一個熱潮，一個文件形成一個熱潮，一個會議形成一個熱潮。過去之后熱潮就退去，這是不行的。我們講實干，企業要實干，領導部門也要實干。

地方政府要根據自身條件布局氫能。地方政府也要思辨，但是對于他們來說挺難的。地方政府有發展氫能的想法，但地方官員可能不太懂氫能行業，聽了某個教授或者行業專家的話，急于求成，采納了他們的意見，動輒投資幾個億去發展氫能產業，這樣就有可能帶來損失。

地方要真干、實干、加油干，反對形式主義，走過場。有些地方說得好，但是看完我覺得是吹牛。有些地方點到“氫”就算了，搞氫能，不能搞得那么輕。

各地也應該有自己的規劃。現在說，氫燃料電池汽車有望在2019年正式實施“十城千輛”推廣計劃。如果真的做起來了，那就好了。

國家方面，第一要管理，要設立專門的機構或者專人專職去管理氫能，哪怕有個“領導小組”也行。國外一般都有氫能管理機構。例如，美國能源部下面便有專門的氫能與燃料電池辦公室負責全國氫能的管理，有30多個工作人員，明確了氫氣制備、燃料電池、氫在軍事上的應用、國際關系、標準與法規等等職責。

日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO），是日本最大的公立研究開發管理機構，承擔日本一部分經濟產業行政業務，主要目標是負責解決能源和環境問題、促進科技產品的轉化。其下面有專門的機構負責氫能的項目設計、招標和驗收等工作。

第二，要出政策出規劃。目前中央政策落后地方。比如加氫站方面，2014年國家出臺過相關文件，加氫能力為200公斤的加氫站可以補貼400萬，文件是2015年底到期，到期之后就沒有下文了。在云浮、佛山，對于加氫站，2018年給到的補貼是800萬，2019年也是800萬，此外，買氫氣給補貼，購車也給補貼。這是一整套氫能扶持政策。地方政府比中央搞得好。

在標準方面，現在國家在氫能的標準方面有數量限制，但提倡地方標準或者企業標準的制定。但是我個人有疑問，我覺得國家應該抓的是國家標準的質量，應該放手的是國家標準的數量。鼓勵地方制定標準，容易產生各地方標準不一致，引起矛盾，不利氫能在全國推廣。（eo記者潘秋杏）