目前，世界各國能源供需格局加快調(diào)整，綠色低碳轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為新的共識，新能源發(fā)展進入活躍期，數(shù)字化智能化技術(shù)推動行業(yè)重塑。

   氫能與電能類似，是常見的二次能源，需要通過一次能源轉(zhuǎn)化獲得。同時，氫能的能量密度高、儲存方式簡單，是大規(guī)模、長周期儲能的理想選擇，為可再生能源規(guī)�；{提供了解決方案。

   我國提出，二氧化碳排放爭取于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和的“雙碳”目標。實現(xiàn)“雙碳”目標，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是重中之重。其中，綠氫的發(fā)展尤為重要。我們要加速發(fā)展綠氫制取、儲運和應(yīng)用等氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)裝備。

實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑

   過去十年，全球溫室氣體排放以1.5%速度增長，2018年全球二氧化碳氣體排放375億噸，各種溫室氣體排放553億噸二氧化碳當量。全球已有130多個國家和地區(qū)提出了實現(xiàn)碳中和的時間，發(fā)達國家多數(shù)把實現(xiàn)碳中和目標的時間定在2050年。

   2018年，我國二氧化碳排放98.39億噸，占全球碳排放總量的29.69%，人均排放6.98噸，是全球人均排放量的1.6倍。

   我們在承受氣候災(zāi)害和風險的同時，高碳粗放發(fā)展也使我國付出了沉重的資源、環(huán)境代價，制約著我國的可持續(xù)發(fā)展。積極應(yīng)對氣候變化，不僅是為了規(guī)避氣候變化的風險，也是為了提高我國經(jīng)濟增長的質(zhì)量和效益，破解資源、環(huán)境約束，事關(guān)國家發(fā)展和未來。

   我國提出了“3060雙碳”目標，這就要求我們力爭到2030年實現(xiàn)碳排放減少65%，非化石能源占比達到25%，風光電裝機達到12億千瓦。到2060年，我國將實現(xiàn)控制化石能源的總量，提高現(xiàn)有能源體系的效率，加快發(fā)展可再生能源替代，構(gòu)建以新能源為主體的新型能源體系。

   從碳達峰到碳中和，歐盟用時大概需要70年，日本、美國需要40年左右，而我國僅有30年時間。

   2022年全國兩會政府工作報告提出，有序推進碳達峰碳中和工作，落實碳達峰行動方案。同時，要推動能源革命，確保能源供應(yīng)，立足資源稟賦，堅持先立后破、通盤謀劃，推進能源低碳轉(zhuǎn)型。

   氫能源作為一種高效、清潔、可持續(xù)的能源，已得到世界各國的普遍關(guān)注，被譽為21世紀的新能源。隨著世界范圍內(nèi)對綠色經(jīng)濟發(fā)展重視程度的提升，氫能源的需求和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展。發(fā)展氫經(jīng)濟是人類擺脫對化石能源的依賴、保障能源安全的重要戰(zhàn)略選擇。

積極踐行綠色制氫路線

   我國的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，表明我國化石能源只能打減量牌，我們必須要提高可再生能源的利用率，如進一步挖掘太陽能、風能、水力能的利用潛力。

   我國可再生能源有深厚的資源稟賦，相當于我國峰值能源需求總量的2.7倍，但是可再生能源需要解決儲能問題。

   氫能可以解決大規(guī)模電力的儲存問題，也可以解決將來單一電網(wǎng)不能解決的冶金、化工等行業(yè)的原料問題。

   目前，我國主要有兩條綠色制氫路線。一是通過光伏、風力發(fā)電，開展水電解制氫，實現(xiàn)綠色制氫；二是通過光合作用，利用種植植物，通過生物發(fā)酵乙醇重整制氫。

   從現(xiàn)有情況看，我國光伏電池發(fā)電效率目前已經(jīng)達到25%，每度電成本不超過0.25元，通過可再生能源電解制氫，制氫成本有望進一步降低和可控，是當下比較符合國情的綠色制氫發(fā)展之路。

   此外，我國氫氣資源十分豐富，特別是作為工業(yè)副產(chǎn)品的氫氣資源非常豐富，煤制氫產(chǎn)氫量占世界的三分之一。但副產(chǎn)氫氣的問題是含雜質(zhì)多，不能用于質(zhì)子交換膜氫燃料電池，目前基本上用于化工和石油工業(yè)。

   目前，我國燃料電池用氫量不到1%，主要是因為氫氣提純成本太高、工藝難度大、壓縮耗能高，導致最終應(yīng)用成本高。

   燃料電池用氫氣方面，大型化是制氫裝備用于可再生能源制氫的前提。歐美等國家制氫裝備開發(fā)較早，已有大型化成熟產(chǎn)品，但低成本技術(shù)仍未解決。

   我國質(zhì)子交換膜關(guān)鍵材料技術(shù)和大型化方面仍有短板，低成本技術(shù)有待加強攻關(guān)，產(chǎn)業(yè)化速度應(yīng)該盡快提升。隨著產(chǎn)業(yè)競爭日益激烈，氫能產(chǎn)業(yè)核心關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)仍需加速。

   在北京2022年冬奧會賽事保障中，國電投氫能車輛在延慶賽區(qū)、北京賽區(qū)總投入200輛，累計出車7200多次，總行駛里程超過88萬公里，是我國在氫燃料電池汽車發(fā)展方面取得的重要進展。

推動“四網(wǎng)四流”融合

   僅僅依靠技術(shù)不能解決復雜的問題和迎接新的挑戰(zhàn)，必須將人文世界、物理世界、信息世界等深度融合，以“四網(wǎng)四流”融合推進碳中和，促進數(shù)字經(jīng)濟。

   所謂“四網(wǎng)”，是指能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)、人文網(wǎng)；“四流”是指能源流、信息流、物質(zhì)流、價值流。

   通過“四網(wǎng)四流”融合，可以將人的主觀能動性和能源革命、信息革命、交通出行革命聯(lián)動起來。通過建立“人—機—物”系統(tǒng)形成的新的生產(chǎn)關(guān)系，發(fā)掘第四次工業(yè)革命的數(shù)據(jù)紅利所帶來的巨大生產(chǎn)力，并在前三次工業(yè)革命生產(chǎn)力總和的基礎(chǔ)上，爆發(fā)出指數(shù)級增長。

   “四網(wǎng)四流”有三個載體：第一個載體是區(qū)域的智能能源管控中心；第二個載體是電動汽車，也是移動的載體儲能；第三個載體是光伏的建筑，也是一個發(fā)電廠，多余的電量可以跟電網(wǎng)連接，可以制氫，可以給電動汽車充電。

   能源存在多種形態(tài)，通過不同能源形態(tài)的耦合，可解決能源問題。比如風能、太陽能是間歇性的，在電網(wǎng)不能接受時，把它們拿來制氫，就把能源流變成了物質(zhì)流；等需要時，氫氣再跟氧氣結(jié)合，通過燃料電池發(fā)電，有助于解決電力能源和化工能源的矛盾問題。

   通過“四網(wǎng)四流”形成智能能源，既可以把暫時沒有用的能源變成有用的能源，又能促進實現(xiàn)碳中和。

   而氫在其中起著重要作用，因為氫氣不僅具有能源和物質(zhì)的屬性，而且具有燃料和材料的屬性，能夠耦合電力能源和化工能源，耦合能源流和物質(zhì)流�？梢钥隙�，氫能在我國未來的能源系統(tǒng)中的地位將越來越重要。■

（作者系中國工程院院士，鄭金武根據(jù)2022中國電動汽車百人會氫能論壇上的報告整理）