隨著全球能源轉(zhuǎn)型步伐加快,氫能作為清潔高效的二次能源,正日益受到各國(guó)重視。燃料電池作為氫能轉(zhuǎn)化電能的關(guān)鍵技術(shù),其發(fā)展路徑直接關(guān)系到氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。中國(guó)在氫能道路上面臨著重要抉擇,既要兼顧技術(shù)突破,又要推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。
一、燃料電池技術(shù)現(xiàn)狀與突破方向
燃料電池通過電化學(xué)反應(yīng)將氫氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,具有效率高、零排放等優(yōu)勢(shì)。目前質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)在交通領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛,其功率密度和低溫啟動(dòng)性能不斷優(yōu)化。中國(guó)已掌握燃料電池堆核心組件的自主生產(chǎn)技術(shù),但在關(guān)鍵材料如催化劑、質(zhì)子交換膜等方面仍依賴進(jìn)口。未來需加強(qiáng)基礎(chǔ)材料研發(fā),提高系統(tǒng)集成能力,降低制造成本。
二、中國(guó)氫能發(fā)展戰(zhàn)略布局
國(guó)家層面已將氫能納入能源戰(zhàn)略體系,《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》明確提出推進(jìn)氫燃料電池汽車示范應(yīng)用。各地相繼出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)支持政策,形成京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)三大產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。在技術(shù)路線上,中國(guó)采取『灰氫過渡、藍(lán)氫助力、綠氫目標(biāo)』的漸進(jìn)式發(fā)展策略,既利用現(xiàn)有工業(yè)副產(chǎn)氫降低成本,又積極布局可再生能源制氫。
三、新興能源技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)
在氫能技術(shù)研發(fā)方面,中國(guó)重點(diǎn)布局以下領(lǐng)域:一是高效低成本的電解水制氫技術(shù),特別是質(zhì)子交換膜電解(PEMEL)和固體氧化物電解(SOEC);二是氫能儲(chǔ)存與運(yùn)輸技術(shù),包括70MPa高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫(LOHC)等;三是燃料電池系統(tǒng)集成與智能化控制技術(shù)。同時(shí),產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制逐步完善,多個(gè)國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)相繼建立。
四、發(fā)展挑戰(zhàn)與路徑選擇
當(dāng)前中國(guó)氫能發(fā)展面臨核心技術(shù)與裝備依賴進(jìn)口、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后、成本偏高等挑戰(zhàn)。未來應(yīng)堅(jiān)持自主創(chuàng)新與開放合作并重,在關(guān)鍵材料與核心部件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破;統(tǒng)籌規(guī)劃加氫站網(wǎng)絡(luò),推動(dòng)氫能多元化應(yīng)用;建立完善的標(biāo)準(zhǔn)體系和安全監(jiān)管機(jī)制。
隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn),氫能將在我國(guó)能源體系中扮演越來越重要的角色。通過合理的政策引導(dǎo)和技術(shù)路線選擇,中國(guó)有望在氫能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)后來居上,為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。