碳達峯碳中和背景下 中國發展氫能迎重大機遇

本文轉自【每日經濟新聞】；

原標題：中國科學院院士、著名物理化學家孫世剛：碳達峯碳中和背景下，中國發展氫能迎來重大機遇

每經記者 李可愚 每經編輯 陳旭

就在中國共產黨成立100週年、我國開啓全面建設社會主義現代化國家新徵程的重要節點，兩院院士大會近日在京隆重召開。大會指出，要加強原創性、引領性科技攻關，堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。

在當前科技領域多項熱點中，氫能及其運用無疑是一項相當具有原創性和引領性的科技。“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要也提及氫能的利用，顯示出黨和國家對前沿科技和產業變革領域的高度重視。

為什麼我國要大力發展氫能？與各種傳統能源相比，氫能具有哪些獨特的優勢？在黨的領導下和中國特色社會主義制度保駕護航的優勢下，中國發展氫能有哪些機遇？

針對這一系列問題，《每日經濟新聞》記者（以下簡稱NBD）日前對我國著名物理化學家，中國科學院院士、廈門大學化學化工學院教授孫世剛進行了專訪。

談制氫儲氫運氫：多環節需加強技術攻關

NBD：在我國推進碳達峯、碳中和的過程中，氫能將扮演什麼樣的重要角色？

孫世剛：要實現碳達峯、碳中和目標，我們國家未來的任務還非常重。為什麼這麼説？因為目前在我們的能源結構中，還有60%到70%是用化石能源發電。

從原理上説，化石能源通過熱機燃燒發電，這樣的發電方式轉換效率比較低。當能量轉換過程效率比較低的時候，一部分沒有轉化的物質就會被排放出去產生污染。因此，我們一定要調整能源結構，也就是在發電的過程中，讓容易排放污染物的部分儘可能減少，要用不產生污染的過程替代它。

從這個角度來看，氫能的利用就是一個非常理想的過程。因為從氫的製造到儲存、運輸和使用都不產生污染，也不排放二氧化碳。

在推進實現碳達峯、碳中和目標的過程中，我們還要開發可再生能源，讓其在能源結構中的比重不斷上升。比如説太陽能、風能等能源，它們是取之不盡用之不竭的，但要應用它們，也需要很多技術支撐。

比如説，可再生能源發電受自然環境和氣候的影響較大，需要配套儲能設施，把能量平穩地用起來。在這一個過程中，最好的方式就是通過氫能，這是一個乾淨的、安全的過程。氫從電解水產生到使用發電，是不產生污染的。

此外，我們開發能源過程中經常出現的一些“棄能”的問題，也可以通過開發氫能解決。

比如説我們西部的水電資源如果用不完，就可以把它變成氫能，通過電解水的方式生成氫氣加以解決。當然，這需要配套的儲存和運輸措施跟上。

值得一提的是，我們要大規模使用氫能，還需要進行大量的研發投入，以解決各種技術問題和系統問題，在制氫、儲氫、運氫和用氫等環節還有許多需要攻關的難題。

例如，日本的儲氫罐可以做到700個大氣壓的壓力，我們國家目前生產的儲氫罐標準是350個大氣壓。這也意味着我們在這方面還需要繼續努力，加強技術攻關。

談中國氫能發展：抓住機遇力爭搶佔先機

NBD：除上面提到的以外，氫能還有哪些比較好的運用領域？在當前方興未艾的電動車領域，氫能又有怎樣的用武之地？

孫世剛：氫的大規模運用是一個重要的發展方向。從現狀看，它也逐漸在社會生活中大量運用，佔比也越來越高。氫的用處有很多，比如説，氫可以作為化工原料，參與許多化工的合成過程。

在汽車領域，氫的運用也非常多，比如説在電動汽車方面，我們現在有鋰電池汽車，鋰電池本身的能量密度較低，用這種電池的汽車巡航里程就會比較短，可能充一次電就只能跑三四百公里。

但如果在同樣的條件下，我們的電動車裝上一個用氫氣作為動力的燃料電池驅動，就可以充一次氫氣跑上千公里，而且它的安全性也會更好。

為什麼説這樣的電池更加安全？因為電池的原理就是把所有的能量物質放在其中，充完電後，電池裏面都是高能態物質，相當於一個密閉空間中充滿高能量的東西，如果一不小心發熱，就容易發生事故。

我們剛剛也講到，氫能是安全的，在中學的化學課上就做過這樣的實驗：在一個杯子裏通入氫氣和氧氣，點燃會產生水；但如果不點火，氫氣和氧氣之間不會發生反應。

從燃料電池的設計看，燃料電池的燃料（也就是氫）在外面，並不在電池內部，只有發生反應的時候，燃料才進入電池內部發生反應。這是一個安全的體系，所以從這個角度來説，燃料電池是安全的。

NBD：黨和國家高度關注和支持前沿新能源領域發展，“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要也提出，要在氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域組織實施未來產業孵化與加速計劃，謀劃佈局一批未來產業。您認為這一頂層設計和部署將為中國發展氫能帶來怎樣的機遇？

孫世剛：對於中國氫能發展來説，我認為這是一個大機遇。

除了這一頂層設計之外，我們還提出了碳達峯、碳中和的目標，這對氫能發展來説都是重大的機遇。

我們剛剛講到，氫從本質上是清潔的，氫能是最清潔的能源，這些年我國在發展氫能方面積累了一定的基礎，在很多領域已經開始大規模使用氫氣。我國的氫氣產能也很高，目前年產量達到2000多萬噸的水平，預計2050年將達到6000萬噸。同時，我們在可再生能源方面也有非常多的投入。

當然，在這個過程中，我們也要抓緊研究推進一些關鍵技術，比如説在儲氫和運氫方面，現有技術是把它壓縮進壓縮罐，但從運輸層面來説，這樣的技術也有一定風險。比如説運載儲氫壓縮罐的槽車可能不被允許通過隧道，因為一旦有一點泄漏就會造成危險。目前，儲氫領域一些新的技術正在發展，相關研究也正在向前推進。

在碳達峯碳中和背景下，中國發展氫能迎來重大機遇，我們必須緊緊抓住這個機遇，進一步加大氫能各個環節的研發力度，力爭在全球氫能有效利用和推廣上搶佔先機。