經(jīng)濟(jì)觀察報 記者 種昂 “2018年，可以定義為中國氫能源及燃料電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展元年。經(jīng)過三個階段的有序發(fā)展之后，中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)技術(shù)快速進(jìn)步，大量創(chuàng)新成果爆發(fā)式涌現(xiàn)，氫能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開發(fā)，在小汽車、軌道交通、船舶、物流系統(tǒng)、礦用車等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，最終形成‘氫能社會’。”在2018中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)高峰論壇上，中國氫能聯(lián)盟理事長、中國工程院院士凌文曾對媒體這樣暢想。

或許凌文本人也沒有想到，僅僅3年后，他以山東省副省長的身份見證了夢想成真的一幕。對此他連稱“謀劃已久、翹首以盼”。

2021年4月16日，科技部與山東省政府簽署“氫進(jìn)萬家”科技示范工程框架協(xié)議，山東成為全國首個也是目前唯一一個氫能大規(guī)模推廣應(yīng)用的示范省份。同日，科技部部長王志剛、山東省委書記劉家義在山東濟(jì)南為國家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心揭牌。

按照規(guī)劃，國家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心計(jì)劃3~5年內(nèi)突破一批包括氫能在內(nèi)的燃料電池關(guān)鍵核心技術(shù)，突破制約燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸；“氫進(jìn)萬家”示范工程在5年內(nèi)，重點(diǎn)圍繞“一條氫能高速、二個氫能港口、三個科普基地、四個氫能園區(qū)、五個氫能社區(qū)”的建設(shè)目標(biāo)，開展氫能多場景的大規(guī)模應(yīng)用示范。

氫能高速、氫能港口、氫能社區(qū)、氫能工業(yè)園區(qū)……涵蓋社會多個領(lǐng)域的氫能應(yīng)用場景，宛如一個現(xiàn)實(shí)版的“氫能社會”。

由于氫氣燃燒時唯一產(chǎn)物是水，氫能已被世界公認(rèn)為全球能源轉(zhuǎn)型中最佳的碳中和能源之一。2019-2020年，歐盟、日本、俄羅斯、美國、韓國、澳大利亞等密集發(fā)布了國家氫能戰(zhàn)略。上述科技部與山東氫能項(xiàng)目簽約、啟動，標(biāo)志著中國氫能大規(guī)模市場化探索的啟動，山東成為了這一嘗試的先行者與探路者。

探路者

作為“氫進(jìn)萬家”示范工程聯(lián)合專家組組長，同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院院長余卓平，在講述項(xiàng)目由來時說，目前國家發(fā)改委已在制定氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，正迫切需要一個氫能綜合示范項(xiàng)目，邁出大規(guī)模應(yīng)用的探索性一步。

2021年4月16日，科技部與山東省政府在同一天內(nèi)啟動了兩個氫能項(xiàng)目——“氫進(jìn)萬家”科技示范工程與國家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心。

前者是科技部從2020年開始論證、籌備，后者則早在2017年就在山東進(jìn)行申報。國家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心，由濰柴動力牽頭承建。據(jù)該中心首席科學(xué)家、濰柴動力副總裁陳文淼介紹，2017年科技部就曾發(fā)文籌建一批國家技術(shù)中心，2018年濰柴動力首先申報了山東省燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心，此后又被推薦到科技部。

在陳文淼看來，一個技術(shù)中心、一個示范工程，盡管運(yùn)作時間有長有短，卻都在全球各國密集布局、國內(nèi)即將啟動氫能產(chǎn)業(yè)的大背景下同時揭幕。“二者相輔相成，相互促進(jìn)。”

根據(jù)規(guī)劃，“氫進(jìn)萬家”科技示范工程將選取濟(jì)南、青島、濰坊、淄博四市共同開展示范，以5年（2021-2025）為實(shí)施周期，通過純氫管道輸送的方式，將氫能送進(jìn)工業(yè)園區(qū)、社區(qū)樓宇和交通移動用能、港口、高速等多場景，打造全國首條氫能高速走廊、全國首個萬臺套氫能綜合供能裝置示范基地。

無論是國家技術(shù)中心還是示范工程均是全國首例，這標(biāo)志著山東率先成為中國氫能技術(shù)研發(fā)與大規(guī)模市場化應(yīng)用的先行者和探路者。

山東是人口和能源大省，能源消費(fèi)中煤炭比重偏高、電力消費(fèi)中煤電比重偏高的“兩高”問題較為突出。尤其是在確定碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)后，山東轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu)，更為迫切。同時，這個門類齊全的工業(yè)大省內(nèi)部，又潛藏著解決能源、環(huán)保問題的路徑。

氫既可通過煤炭、石油、天然氣等化石能源重整，也可來自焦化、氯堿、鋼鐵、冶金等工業(yè)副產(chǎn)氣，還能利用電解水制取。而無論是煤炭、石化，還是氯堿、鋼鐵，都是山東工業(yè)的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)。目前，山東每年作為副產(chǎn)品伴生的氫氣為260萬噸，居全國第一。“山東發(fā)展氫能不僅可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，優(yōu)化區(qū)域能源結(jié)構(gòu)，還能破解可再生能源無法上網(wǎng)的尷尬。”“氫進(jìn)萬家”示范工程聯(lián)合專家組組長余卓平認(rèn)為，發(fā)展氫能，對現(xiàn)有的能源格局有著深度、多層次的調(diào)節(jié)作用。此次示范工程包括利用光伏、風(fēng)電開展電解水規(guī)模化制氫，因氫氣可以儲存，把光伏、風(fēng)電轉(zhuǎn)化為氫能，可以化解火電與綠電之間日益失衡的產(chǎn)業(yè)矛盾。

從單點(diǎn)突破到大規(guī)模應(yīng)用

山東氫能資源豐富、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)完備，給氫能推廣帶來了多場景、大規(guī)模、跨區(qū)域、整體性示范應(yīng)用的空間。

根據(jù)示范工程實(shí)施方案，“氫進(jìn)萬家”將在五年內(nèi)建設(shè)一條氫能高速（濟(jì)青高速）、二個氫能港口（濰坊港、青島港）、三個科普基地（濰坊市、濟(jì)南市、青島市）、四個氫能園區(qū)（濰坊濱海區(qū)、濟(jì)南萊蕪區(qū)、青島李滄區(qū)、淄博市桓臺縣）、五個氫能社區(qū)（濰坊濱海區(qū)和高新區(qū)、濟(jì)南萊蕪區(qū)或新舊動能轉(zhuǎn)換起步區(qū)、青島李滄區(qū)、淄博市周村區(qū)）。

事實(shí)上，山東各地副產(chǎn)氫氣，各種氫能技術(shù)和應(yīng)用場景已多有試點(diǎn)。

2018年8月29日，濰柴動力宣布與加拿大巴拉德動力系統(tǒng)有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，在山東成立合資公司，研發(fā)制造氫燃料電池動力系統(tǒng)產(chǎn)品。濰柴動力董事長譚旭光指出，濰柴動力已經(jīng)掌握氫燃料電池的核心技術(shù)，年產(chǎn)2萬臺氫燃料電池發(fā)動機(jī)工廠已經(jīng)投產(chǎn)。

2019年11月，青島港前灣港區(qū)碼頭的自動化軌道吊，就開始試用工業(yè)廢氫發(fā)電驅(qū)動。青島港集團(tuán)副總工程師張連鋼向《經(jīng)濟(jì)觀察報》測算，新碼頭每年約需2100噸氫，每天約6噸。以年吞吐量300萬標(biāo)箱測算，新碼頭每年減排二氧化碳約2萬噸。

截至2020年12月底，山東已建成加氫站11座，位居全國第二；投放氫燃料電池公交車269輛，位居全國第一。

不過，氫能的市場化應(yīng)用涉及上游制氫、中游儲運(yùn)、下游應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)。如果僅僅是單點(diǎn)突破，無法形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)，難免陷入“孤島”效應(yīng)，最終無法為繼。

國家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心首席科學(xué)家陳文淼認(rèn)為，過去，氫能產(chǎn)業(yè)單點(diǎn)突破，更多的是在技術(shù)上和小規(guī)模應(yīng)用上，因?yàn)槠髽I(yè)往往會陷入“看不到利潤就不肯投資——可沒有投入就沒有供給、也無法形成市場——企業(yè)更無投資意愿”的惡性循環(huán)。山東進(jìn)行技術(shù)與市場的示范探索，先做出蛋糕、形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，通過政策、資金扶持，讓進(jìn)入的企業(yè)有利可圖、愿意布局，氫能產(chǎn)業(yè)就會步入良性發(fā)展軌道，就可實(shí)現(xiàn)自主化、市場化發(fā)展。

“氫進(jìn)萬家”示范項(xiàng)目預(yù)計(jì)投入136.9億元，其中中央財(cái)政資金5億元，地方配套財(cái)政資金15億元，其余部分由市級財(cái)政資金、政府投資平臺、產(chǎn)業(yè)基金、示范工程參與單位籌措解決。

按照示范工程規(guī)劃，在氫氣制、儲、運(yùn)方面探索現(xiàn)場制氫、管道輸氫的方式，構(gòu)建“氫源-管網(wǎng)-終端”，實(shí)現(xiàn)“制-儲-輸-用”各環(huán)節(jié)緊密對接。比如，通過純氫管道輸送的方式，將氫能利用引入工業(yè)園區(qū)、加氫站；通過氫能燃料電池向城市社區(qū)供熱、供暖，建設(shè)超過10萬戶的氫能社區(qū)。

這其中區(qū)域跨度最大的，則是圍繞濟(jì)青高速建設(shè)1條氫能高速。此次“氫進(jìn)萬家”示范工程涉及的濟(jì)南、淄博、濰坊、青島4市，正是濟(jì)青高速沿線城市，也是山東的工業(yè)強(qiáng)市、氫能資源豐富，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先，一條氫能高速鏈接起眾多資源、技術(shù)、企業(yè)……

按照實(shí)施計(jì)劃，山東高速集團(tuán)統(tǒng)籌氫能高速公路改造升級不少于300公里，建設(shè)2個零碳?xì)淠芊?wù)區(qū)，配套建設(shè)加氫站不少于10座，圍繞山東半島城市群物流配送、客運(yùn)、港口等應(yīng)用場景，開展城際間氫燃料電池車輛的規(guī)模化示范推廣，打造全國首條氫能高速走廊。

產(chǎn)業(yè)拓荒者：突破的重點(diǎn)在市場應(yīng)用端

作為“氫進(jìn)萬家”示范工程聯(lián)合專家組組長，余卓平認(rèn)為，這是個示范工程，主要的難點(diǎn)不在于技術(shù)端，目前各種氫能技術(shù)已進(jìn)入可用階段，突破創(chuàng)新的重點(diǎn)在于市場應(yīng)用端。

在源頭制氫環(huán)節(jié)，以前制氫加氫必須在化工園區(qū)，但園區(qū)往往位于郊區(qū)，且無法大規(guī)模布設(shè)光伏，導(dǎo)致了加氫與能源端、應(yīng)用端距離遠(yuǎn)，相互脫節(jié)；此次示范工程將突破制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，探索在服務(wù)區(qū)等非化工園區(qū)開展現(xiàn)場制氫加氫。按照計(jì)劃分期建設(shè)光伏/風(fēng)電設(shè)施300MW，新增電解水制氫設(shè)備及氫氣儲存裝置16套。

正如中國工程院院士、上海交通大學(xué)副校長黃震所說，氫能是達(dá)到燃料零碳化的一個主要路徑，但目前氫能產(chǎn)業(yè)的一大瓶頸在于儲運(yùn)環(huán)節(jié)。由于體積大、重量輕，導(dǎo)致氫氣儲運(yùn)普遍無法達(dá)到經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)常看到一輛載重三四十噸的運(yùn)輸車只拉著三五百千克的氫氣到處跑。黃震指出，氫氣必須低于零下253℃才能液化，液化又會推高氫能的使用成本。

如今，示范工程將探索建設(shè)氫氣輸送管道解決運(yùn)輸成本過高的先例，累計(jì)建設(shè)里程180公里，通過管道將氫能輸送到港口、高速和工業(yè)園區(qū)等多個應(yīng)用場景。陳文淼表示，管道運(yùn)輸除了初始建筑成本，后期運(yùn)營的成本可以忽略不計(jì)。

此前，氫氣基本應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，“氫進(jìn)萬家”項(xiàng)目首次將氫能引入家用市場。根據(jù)實(shí)施方案，將建設(shè)5個氫能社區(qū)，實(shí)現(xiàn)燃料電池?zé)犭娐?lián)供裝機(jī)超過1萬戶，應(yīng)用覆蓋超過10萬戶的示范規(guī)模。

不僅如此，談及示范工程的創(chuàng)新目標(biāo)，余卓平列舉道，氫能大規(guī)模推廣會突破現(xiàn)有政策、法規(guī)，創(chuàng)建新標(biāo)準(zhǔn)；盡管諸多氫能技術(shù)掌握了，仍需要在應(yīng)用中進(jìn)一步催熟；產(chǎn)品也需要在規(guī)模化中實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性……

濰柴動力董事長譚旭光表示，濰柴氫燃料電池發(fā)動機(jī)的價格，已經(jīng)由2019年的15000元/kW降到5000元/kW。隨著大規(guī)模市場應(yīng)用的到來，到2025年前,氫燃料電池發(fā)動機(jī)的價格有望降到1500元/kW。

作為中國首個示范工程，該項(xiàng)目致力于打造“打造可復(fù)制、可推廣、社會認(rèn)可度高的氫能綜合利用示范模式”。

示范工程復(fù)制推廣的價值何在？陳文淼指出，目前氫能許多政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，在國家層面還是空白，急需示范項(xiàng)目探索，推而廣之。比如，此前氫能沒有明確的政府部門歸口，濰坊率先參照城市燃?xì)膺M(jìn)行管理，后來各地均參照執(zhí)行。此外，在加氫站建設(shè)運(yùn)營、純氫管道供應(yīng)、樓宇式燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)等方面都是首次嘗試，不僅缺少相應(yīng)的政策、法規(guī)，甚至還會與現(xiàn)行法規(guī)相沖突。而一旦示范工程將其健全完善，就可在其他地區(qū)復(fù)制推廣。

長期關(guān)注能源領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)研究人士管清友認(rèn)為，以大規(guī)模示范工程的方式探路，不失為一種攻中帶守的策略。盡管氫能產(chǎn)業(yè)尚存某些瓶頸，可將來一旦技術(shù)突破、成本驟降、市場爆發(fā)，也需要當(dāng)前在產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)提前布局、早做準(zhǔn)備。