○ 文／罗佐县
氢能产业在技术经济性和产业链安全方面面临诸多挑战，发展要做到稳字当先。
6月10日，挪威。加氢站在加氢过程中发生爆炸。这是今年6月发生的第三起加氢站事故，之前分别发生在韩国和美国。
当前正是全球氢能产业投资“热潮”期，事故发生势必引发业内人士的思考。就现阶段而言，氢气的能源角色发挥还很一般。未来若要大规模应用，不仅要跨越经济性挑战，而且整个产业链要树立安全为王的红线。
制氢发展方向是蓝绿结合
普遍的制氢有两种方式。一种是煤气化制氢或天然气制氢。这样的工艺来源是灰氢（是指氢气煤炭、天然气作为原料），因为生产过程中没有CCS/CCUS装置，因此在伴随氢气产出的同时有大量的二氧化碳排放。数据显示，煤气化制氢生产1公斤氢气需要排放19公斤二氧化碳，天然气制取氢气每公斤需要排放9公斤二氧化碳。在温室气体减排成为全球目标的大背景下，传统的灰氢生产工艺已经没有空间，须上马CCS以及CCUS装置帮助灰氢变蓝氢。
另一种方式是电解水制氢，其中的电力要求来自可再生能源。若电力来自煤电，按照生产每吨氢气耗电5万~6万度、每kw/h电生产能耗300克标煤计算，煤电生产每千克氢气的二氧化碳排放水平在40千克，是煤制氢二氧化碳排放水平的2倍以上。因此，若要确保电解水制氢的环境质量，须用可再生能源电力，以从源头控制碳排放。这种方式生产的氢气称之为绿氢。
巴黎协定生效之后，各国纷纷出台二氧化碳减排路线图与目标，控制二氧化碳排放已经成为全球性趋势。在此大背景下发展氢能，唯有走“蓝绿结合”的道路，即让灰氢变蓝氢，生产更多的绿氢。
须跨越经济性挑战
“蓝绿结合”的制氢发展道路，更多的是从制氢技术角度思考氢能的发展问题。技术可行固然重要，但仅有技术还不够，还需要有经济性的支撑。一项技术的实施若不能取得经济效果，说明技术还不够先进，仅仅是可行。目前，灰氢变蓝以及绿氢生产就面临着这样的挑战。
灰氢变蓝氢的核心技术突破就是CCS技术的应用。该项技术的提出已有一定的历史，项目实践自上世纪90年代已经开始，但时至今日依然未能取得大的突破，大范围推广面临诸多挑战。技术方面，捕集技术基本成熟，但封存技术一直饱受质疑。社会公众担心人工地下封存存在泄漏以及安全风险。除技术方面因素之外，该技术的应用和实践耗资巨大，若无大尺度的碳税及碳交易政策的支持，实施起来相当困难。目前，该技术在挪威、美国和非洲少数地区有应用。未来的氢能制取若要依赖化石能源，能否配套CCS是一道坎，至少在目前还没有看到明确的出路。
绿氢的制取同样面临经济性挑战。在所有制氢的手段中，煤制氢成本最低，但不环保的劣势明显；电解水由于电价的原因制氢成本最高，特别是可再生能源电力目前的生产成本高于煤电，导致绿氢的生产成本更高。就全球范围看，目前的氢气主要用于化工原料，此外在玻璃生产和冶金等领域有少量应用。2018年全球氢气产量不足亿吨，中国氢气产量2000万吨。在具体用氢的行业中，由于氢气占行业产品总成本比例较低以及煤制氢、天然气制氢等化石能源制氢占主导地位，相关行业尚具备消化氢气成本的能力。若考虑未来的大规模能源化利用，成本问题就成为不可逾越的一道鸿沟，需要期待技术和发展模式的颠覆性变革。
树立安全为王红线
由于氢气的生产和消费目前尚处于起步和小规模应用阶段，各项标准和规范还处于探索和建立阶段，因此大规模产业化推广的条件尚不具备。在此形势下，若推进力度过大，容易出现不和谐的事件，对氢能产业化发展产生负面影响，特别是安全方面的事件。此类事件一旦发生，容易给氢能贴上负面影响的“标签”，需要高度重视。
今年6月份全球共爆发了三起与氢能相关的事故，分别发生在韩国、美国和挪威。发生在韩国的事故是一起氢燃料储存罐爆炸，导致2人死亡，6人受伤；发生在美国加州的爆炸事故是在运氢过程中；发生在挪威的爆炸事故是在加氢站的加氢过程中。上述三起事故分别发生在储氢、运氢和加氢环节，陆续发生在亚洲、欧洲和北美。一定程度上反映出全球氢产业链的运行还不够成熟和安全。三起事件发生后，当地都宣布暂停加氢站的运营，氢能车的车主面临无氢可加的窘境。无氢可加还是小的影响，大的影响在于公众对于氢气使用安全性的担忧。如前所述，氢气目前的主要用途是化工原料，未来能源化应用的重要领域是交通。作为交通燃料，若安全性得不到保障，自然是没有前途的。也是无巧不成书，最近有关电动汽车自燃的报道也不少，一定程度上让人们对电动汽车的安全性能产生怀疑。因此，在氢能产供储销还没有发展到成熟阶段之前，要高度重视每一环节的发展质量，杜绝安全事故，树立安全红线。
注意发展节奏的稳和准
从技术经济性方面看，目前氢能产业发展还存在诸多不足。制氢环节灰氢变蓝以及绿氢生产都面临经济性的制约问题。制氢环节之外的储氢技术主要有低温液态、高压气态以及化学储氢。低温液态储氢对储氢材料和温度有着极高的要求，目前仅用于火箭发射等特定领域；高压气态技术虽然成熟，但体积容量比较低是不小的缺陷，美国DOE的目标是75克/立方米，目前仅能达到25克/立方米的水平；物理和化学储氢目前均处于探索阶段。此外，从运输方面看，长距离运输会影响氢产业链的经济性。
鉴于氢能产业链的运行过程中存在诸多技术经济方面问题，同时吸取韩国、美国和挪威氢能爆炸的教训，我国氢能产业发展应做到稳字当先，制定好发展路线和规划，分阶段解决好重点问题。当前应将氢能产供储销标准化作为重点工作，积极推动可再生能源电力本地化利用、储氢技术攻关与示范应用以及加氢站示范，在资源、经济能力兼备的地区发展氢基地，优先打造氢能示范工程，避免氢能项目遍地开花。从可持续发展角度看，氢能产业发展应在坚持经济性主线基础上做到蓝绿结合竖起红线。
