21世纪经济报道记者费心懿 库车、西安、上海报道
氢，位于元素周期表之首，最主要的存在形式是水，也是宇宙中分布最广泛的物质。
20世纪以来，人类对于氢能的探索从未停止。当下，氢能革命的浪潮再次兴起。
“氢能的浪潮在全世界已经走到第四轮了，在二战后热过一轮，上世纪80年代热过一轮，2008年热过一轮，现在是第四轮。因为风能和太阳能成本下降，在‘碳中和’的背景下，氢能热潮再一次兴起。”澳大利亚技术科学与工程院外籍院士、南方科技大学清洁能源研究院院长刘科此前接受媒体采访时谈到。
光子照射在晶硅面板上，光电子逃逸出金属表面，形成电流。高导电性的薄膜通过吸附和传递质子，将水分子分解成氢离子和氧气。于是，光与电、电与氢之间串联起新的可能。
氢从西部来
今年8月下旬，21世纪经济报道记者走进中国石化新疆库车绿氢示范项目调研。绿氢是指通过太阳能、风能等可再生能源发电直接制取的氢气，生产过程中基本不产生温室气体。
新疆库车是全国享有最好的日照条件地区之一，最长日照时长可达16个小时。
位于库车经济技术开发区以东约18km，牙哈镇以北约10km的戈壁滩区上，一排排光伏板排列整齐，延伸至远处的天山山脉，大量优质的光伏资源通过晶硅面板转换为绿电。
8月30日，位于新疆库车的300MW光伏电站实现全容量并网，这意味着新疆库车绿氢示范项目全面建成投产。这是我国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目，随着配套的光伏电站全部建成、实现全容量并网，该项目可满负荷生产绿氢。
新疆库车绿氢示范项目光伏厂
源源不断的绿电从这里送向7公里之外的制氢厂。
在制氢厂，21世纪经济报道记者看到，十个巨大的球形储氢罐放置在工厂中央，七座制氢车间里放置了共52台电解槽，有如连廊般的蓝色输氢管道建立在沙漠戈壁滩之上。据悉，该制氢厂的电解水制氢能力2万吨/年、最大储氢能力28万标立方、输氢能力2.8万标立方每小时。
新疆库车绿氢项目所产的绿氢主要用于供给4.5公里之外塔河炼化公司的两套汽柴油加氢装置生产，最终目标实现百分之百替代天然气制氢装置所产的灰氢，每年可减少二氧化碳排放48.5万吨，相当于植树30万棵。
西北地区是我国弃风弃光比较严重的地区。而化工行业又是我国实现碳中和的关键行业之一，绿氢炼化也被视为化工行业实现绿色转型的重要路径。该项目通过将绿电转制绿氢用于炼化是一种理想的绿电、绿氢的消纳方案。
与此同时，面对可再生波动电源制氢的技术难题，中国石化通过自主开发绿电制氢配置优化软件，将电控设备与制氢设备同步响应匹配，实现了“荷随源动”，大幅提升对波动的适应性。
2022年3月，国家发改委、国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划》，该文件明确了氢能在中国未来能源结构中的战略性定位，制定了中国氢能产业阶段性发展目标，并首次系统性提出了氢能在交通领域以外的多个规模化应用场景的发展规划，包括储能、发电与工业。
以新疆为例。8月30日，新疆维吾尔自治区发改委发布的《自治区氢能产业发展三年行动方案》提到，围绕国家“三基地一通道”能源产业定位，明确要统筹氢能产业布局，明确主攻方向，在氢源开发、氢能应用两个领域实现充分联动，以国内有成功经验、有规模储备和有实力的企业为牵引，以氢能产业示范区为抓手，有序开展氢能技术创新与产业应用示范，通过建链强链延链，高质量发展绿色氢能产业链，推进西氢东送，打造国家大型绿氢供应和出口基地。
降本提效
氢气是重要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体之一。在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、氢气有机合成、航天航空等领域有着广泛的应用，同时氢气也是一种极为理想的二次能源。
随着燃料电池技术的迅猛发展和人们对环保要求的不断提高，氢在能源产业中的发展潜力日益凸显。目前炼油行业使用氢气，主要是由于原油中含硫、氮等杂质，炼厂采用催化裂化、催化裂解等工艺，易造成成品油中烯烃含量过高，影响产品的氧化安定性，造成产品质量不合格。该项目生产的绿氢将替代塔河炼化的天然气制氢、作为原料进行加氢反应，最终进入油品中，实现炼油产品绿色化。
作为我国首个规模化绿电制绿氢、绿氢炼化项目，工艺技术新、规模大、无成熟工程案例可借鉴是项目推行过程中的几大挑战。值得一提的是，该项目所用的光伏组件、电解槽、储氢罐、输氢管线等重大设备及核心材料全部实现国产化。
新疆库车绿氢示范项目储氢罐
以电解槽为例，在该项目启动之前，国内的1000Nm3/h电解槽累计需求量不到30台，而仅库车绿氢示范项目就需要52台。
“这个项目最大的意义是带动了国内的制氢装备的规模化生产，为国内氢能产业链降本提供了空间。”中国石化氢能源有限责任公司总工程师张闻锋介绍。这之中，隆基氢能便是该项目电解槽的三大供货商之一。据悉，隆基氢能的电解槽产能也在今年得到了大幅提升——去年年底产能达到1.5GW，位居全球第一。伴随今年年底西安装备工厂的建成，其产能将达到2.5GW。
波士顿咨询公司联合欧阳明高院士团队发布最新研究报告《中国氢能产业展望》谈到，制氢领域近年来正持续受到市场和资本的关注。尽管碱性电解水制氢技术被认为是相对成熟的技术，但仍需要产业参与者面向全新的绿氢场景，进行系统性技术创新，以场景落地推动产业链发展，进而真正推动氢能产业发展。
隆基氢能副总裁王英歌认为，电解水制氢的成本70%左右是电力的成本。电力成本的构成取决于两个因素，一是电价，二是电耗。电耗方面技术突破能够带来效率的提升，那么电价方面就取决于光伏和风电的电价进一步下降，带来制氢成本的降低。
“氢能产业链的发展，需要各环节长期的技术创新与突破，来解决全行业所面临的技术成本高、能量转化效率存在瓶颈、安全性管理缺乏体系、数字化水平低等问题。”欧阳明高院士团队的杨福源教授表示，“持续的技术迭代，以及跨行业的技术创新，正在为氢能产业注入加速发展的支撑与源动力。”
在应用端，将氢转换为电的氢燃料电池中的核心部件——电堆，成本也同样在近年迅速实现下降。
上海重塑能源集团股份有限公司战略市场部总监刘一粟介绍，国产化为氢能产业的关键环节带来显著的帮助，最有代表性的是产品成本的大幅下降，早期电堆的售价每千瓦在20000元左右，今年市场上平均售价已经降至每千瓦4000至5000元。“这个降本的过程只用了7年左右的时间。这有赖于中国燃料电池产业链、供应链不断完善，更离不开技术自主化和产业规模化两大重要支撑。”
商业前景广阔
不可否认的是，本轮全球氢能的兴起盖因“碳中和”的远期目标。而这一次与前几次最大的不同是两个成本的大幅下降:一是燃料电池成本的大幅下降；二是可再生能源成本的大幅下降。
电解水制氢技术的不断突破，光伏制氢是降低制氢成本的重要路径之一。叠加终端用氢市场的不断拓展，重卡、船舶、商用车、热电联供、工业冶金等对氢气的需求不断提升。随着燃料电池技术的迅猛发展和人们对环保要求的不断提高，氢在能源产业中的发展潜力日益凸显。
在虹桥机场附近从事物流行业的氢能车车主向21世纪经济报道记者做出了如此的表述，过去开燃油卡车车上非常脏，“手一抹脸，全是乌漆嘛黑。”现在的氢车有两点好处，一是洁净、二是噪声较小。
在上海青卫油氢合建站，站长张雅婷介绍，其所在的油氢合建站的氢气销售量占到了上海的“半壁江山”。月度的加氢次数在138次到170次，加氢量平均每车5.5公斤。
加氢站
青卫加氢站是依据上海市青浦区氢能规划和绿色物流示范应用而建，规划设计35/70兆帕双加注压力等级，日加氢能力1吨的青卫油氢合建站。当然，这也归因于该站点地理位置上的优势，因为临近上海的两大主要化工厂，工业副产氢充足，运输成本整体相对可控。
值得一提的是，应用端需求的提升开始被观察到。中国石化的相关负责人也谈到，公司原先最早建立的两座加氢站，运营初期一天的加氢量也就两三百公斤，现在基本上单站的销售量能达到接近一吨的量。
在氢能产业当中，氢交通、氢储能、氢工业的每一种场景的商业化都将推动万亿级市场的递进增长。而在将氢能宏大的战略价值转化为商业价值的过程中，需要价值链、产业链、技术链的全方位规划与发展。
不过，21世纪经济报道记者也了解到，当前氢气成本的主要挑战之一是储运。业内人士指出，气态氢的运输距离在100公里内运输成本相对可控；如果突破100公里以外的运输半径，储运成本压力较大。上述人士也建议，在储运环节，如果将气态氢转成液态氢，能够助力氢能在运营应用端的储运半径扩大，为氢燃料电池车辆的推广提供更好的环境，但这对于储运设备的工艺也提出了更高的要求。
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