我国氢能发展面临哪些难题？

时间：2021-10-15 11:52:15 来源：

氢能是一种清洁高效的二次能源；发展氢能技术对于构建清洁低碳、安全高效现代能源体系，保障国家能源安全，改善大气环境质量，以及推进能源产业升级等具有重要意义。

我国氢能发展面临哪些难题？

技术层面

我国在氢能的基础研究方面有持续投入，但起步较晚，积累较少。近?20?年来，在科学技术部和中国科学院等部门相关项目的资助下，我国在氢能领域取得了一些领先世界的重要成果。

特别突出的是，由中国科学院大连化学物理研究所李灿院士团队研发的人工光合成太阳燃料技术，提出了利用太阳能等可再生能源生产“绿色”氢能，并将二氧化碳加氢转化为甲醇等液体燃料的“液态阳光”合成技术路线。2020?年?1?月，该技术的示范项目投料试车成功，标志着这一领先世界的研发技术在我国碳中和过程中可能起到重要的作用。

在太阳能微藻制氢领域，由中国科学院植物研究所黄芳研究员团队研发了面向“绿色藻氢”生产的太阳能光生物转化制氢创新技术。该技术利用自主研发的、产氢量居微藻光合产氢领域之首的微藻材料，建立了实验室规模的、以微藻光合作用为基础的“绿色藻氢”种质创制—氢气生产—氢气收集储存—氢燃料电池应用的完整技术体系，为进一步面向国家碳中和目标的相关研发奠定了重要基础。

政策层面

2019?年国家发展和改革委员会发布的《产业结构调整指导目录》，鼓励发展高效制氢/运氢及高密度储氢技术开发应用及设备制造、加氢站、新能源汽车关键零部件。2021?年，科学技术部发布“氢能技术重点专项”，以支持氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力系统技术研发。

2019?年，广东、山西等?10?个省份将发展氢能写入政府工作报告，北京、上海、苏州、佛山、嘉兴等超过?17?个省份的?22?个城市出台了本地氢能产业发展规划或行动计划，从产值规划、加氢站建设、推广示范车辆数量、企业扶持等方面进行了相对详细的规划，通过人才、资金、示范运营等多举措加速氢能及燃料电池产业布局。

战略层面

我国氢能技术研发和应用上存在缺乏统一规划、关键核心技术尚未突破、总成本过高、技术专利壁垒严重等问题，亟待通过打破相关技术壁垒来改善产品质量和技术先进性问题，以提升我国氢能及相关应用链在国际上的战略优势。与美国蓝氢、绿氢等氢能技术路线相比，我国亟待研判蓝氢与绿氢技术路线之间的关系，以及氢与电共同作为终端消费能源的互补性问题。

技术难题

与美国蓝氢、绿氢等氢能技术路线相比，我国蓝氢与绿氢的成本及未来下降潜力差异很大。

例如，我国规模意义下的“光伏＋电解”技术制氢的全链能量转化效率仅为?15%?左右，对应成本为?12—18?美元/千克，是天然气重整制氢成本近?10?倍。除氢气生产需要提高效率、降低成本以外，氢气的储运也存在一些技术难题，氢气储存方式可以分为物理储氢（包括高压气态储氢、低温液氢技术、吸附储氢等）和化学储氢（利用储氢介质与氢气反应生成稳定化合物，再通过改变条件实现放氢的技术，主要包括有机液体储氢、液氨储氢、配位氢化物储氢、无机物储氢和甲醇储氢等）。

国内的物理储氢技术发展相对落后，以高压气态储氢为例，储罐关键材料仍依赖进口，储氢量低。相对于物理储氢，化学储氢具有能量密度高和相对安全的特点，未来有望替代物理储氢成为主流技术。但目前大部分化学储氢技术还处于研发阶段，成本相对较高。

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