我國氫能源發(fā)展利用前景廣闊

 1、氫能源：下一代基礎(chǔ)性能源材料

國際能源轉(zhuǎn)型一直沿著從高碳到低碳、從低密度到高密度的路徑進(jìn)行，而氫氣是目前公認(rèn) 的最為理想的能量載體和清潔能源提供者。氫氣無毒無害，反應(yīng)物為水，綠色清潔，熱值高， 相當(dāng)于汽油的三倍，被譽(yù)為“21 世紀(jì)的終極能源”。

短期：降低汽車尾氣排放，城市環(huán)境保護(hù)。以北京市為例，機(jī)動車排放了全市 58％的氮 氧化物、40％的揮發(fā)性有機(jī)物和 22％的細(xì)顆粒物。氫能源自柴油發(fā)動機(jī)應(yīng)用的車輛市場 具有推廣價值，而柴油發(fā)動機(jī)車輛在港口/碼頭、城市公交、跨城貨運等領(lǐng)域帶來顯著的 污染。

中長期：降低石化能源對外依賴。中國石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院發(fā)布《2018 年國內(nèi)外油 氣行業(yè)發(fā)展報告》中提到，2018 年中國的石油進(jìn)口量為 4.4 億噸，石油對外依存度升至 69.8％；天然氣進(jìn)口量 1254 億立方米，對外依存度升至 45.3%。

2、我國具有全球最大規(guī)模的氫資源

工業(yè)氫氣提純具備充足的氫資源，我國氫氣產(chǎn)能規(guī)模全球最大。從氫氣生產(chǎn)來源來看， 化石資源制氫居主導(dǎo)地位，全球主要人工制氫原料的 96%以上都來源于傳統(tǒng)化石資源的熱化學(xué) 重整，僅有 4%左右來源于電解水。從地域分布上看，亞太地區(qū)的氫氣產(chǎn)能最大，而我國是目 前氫氣產(chǎn)能最大的國家，也是氫氣生產(chǎn)分布最廣的國家。目前國際制氫年產(chǎn)量 6300 萬噸左右， 我國每年產(chǎn)氫約 2200 萬噸，占世界氫產(chǎn)量的三分之一，是世界第一產(chǎn)氫大國。

我國的煤炭和天然氣資源儲備豐富，以上兩者也是我國人工制氫的主要原料，占比分別 為 62%和 19%。隨著煤制合成氣、煤制油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，煤制氫產(chǎn)量逐年增多，其規(guī)模較大、成 本較低，制氫成本約 20 元/kg，煤氣化制氫具有較大發(fā)展?jié)摿Αｋ娊馑茪湓谖覈鴼錃庹急戎?僅占約 4%，但在日本氫工業(yè)中占有特殊的地位，其鹽水電解制氫的產(chǎn)能占日本所有人工制氫 總產(chǎn)能的 63%。

我國氫能資源在全球范圍具有一定性價比優(yōu)勢。目前我國加氫氣成本大約在 70 元/kg， 較美國和日本在成本上仍較高，然而我國的汽油成本顯著高于美國，從氫油比（氫氣成本/汽 油成本）角度考慮有一定性價比優(yōu)勢。

我國氫能源的使用仍有極大待開發(fā)潛力。當(dāng)前我國大部分氫氣應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，主要被 合稱氨、合成甲醇、石油煉化、回爐助燃燈消耗，屬于自產(chǎn)自消的模式。每年僅有不到 500 噸的氫氣對外部市場供應(yīng)和銷售，氫資源利用潛力巨大。

各類氫氣來源存在一定的技術(shù)和成本差別，電解制氫與煤炭、天然氣制氫成本仍有較大 差距。氫氣的制備主要可分為制取氫氣和提純氫氣兩大類，煤炭制氫成本最低，為 0.8～1.1 元/立方米，天然氣制氫成本為 0.9～1.5 元/立方米，我國的電解制氫發(fā)展仍處早期，成本在 3 元/立方米左右，未來還有較大下降空間。

地方政府和能源企業(yè)對于工業(yè)氫氣的利用有切實的發(fā)展意愿。我國每年棄光、棄風(fēng)、棄 水等大約有 1000 億度電，工業(yè)副產(chǎn)氫也有 1000 萬噸以上，對于這兩個“1000”的利用，全國 多地政府和能源企業(yè)都已積極開展相應(yīng)布局。

我國氫能利用已具備一定技術(shù)基礎(chǔ)，從航天、軍用逐漸向民用推廣，在華北、華東和華 南等地區(qū)形成了氫能源區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群。

航天領(lǐng)域：航天科技集團(tuán)六院北京 11 所研制的 YF-75 氫氧發(fā)動機(jī)。迄今為止，YF-75 發(fā) 動機(jī)已參加 97 次飛行任務(wù)。2004 年探月工程正式開展后，YF-75 發(fā)動機(jī)是嫦娥系列任務(wù) 中主力裝備。2019 年嫦娥四號探測器首次在月球背面預(yù)選區(qū)域著陸，也由來自裝備 YF-75 氫氧發(fā)動機(jī)的長三甲系列火箭完成。

軍用領(lǐng)域：中國船舶重工集團(tuán)開發(fā)的燃料電池潛艇，從斯特林發(fā)動機(jī)替換為氫燃料電池， 基于質(zhì)子交換膜燃料電池和金屬儲氫技術(shù)。

先進(jìn)技術(shù)的民用化推廣。航天科技集團(tuán)六院長期致力于氫能在火箭發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的研究和 應(yīng)用，在燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，擁有質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)動力應(yīng)用、可再生能源儲能 應(yīng)用及泵閥關(guān)鍵部件技術(shù)，具備了百千瓦級氫氧/氫空及再生燃料電池系統(tǒng)研制能力。中 船重工七一二所研發(fā)的首臺 58 千瓦燃料電池發(fā)動機(jī)， 2019 年 5 月順利通過中汽中心天 津汽車檢測中心的強(qiáng)制性檢驗，這款型號為 CSIC712-FCE58A 的發(fā)動機(jī)，采用氫空質(zhì)子交 換膜燃料電池電堆，是七一二所面向城市客車開發(fā)的燃料電池發(fā)動機(jī)。