2024年中国国际氢能及燃料电池产业展开幕

文 / 杨倩

头图来源 / CEEC

来源 / 储能严究院

3月26日，为期三天的2024年中国国际氢能及燃料电池产业展（中国氢能展）在北京开幕。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高发表主题演讲，介绍了中国氢能产业的最新发展趋势。

他透露，中国在燃料电池和电解槽等氢能核心关键技术方面取得了重大技术突破。他的清华团队对燃料电池进行了20年的研究，在张家口建立了整个氢能产业链。上海部署了电堆和膜电极，鄂尔多斯设有氢能研究所、制氢厂、膜电极、电堆工厂等。鄂尔多斯的风景条件和氢能应用场景是全国无与伦比的，因此成为团队的重要城镇。

目前，制氢系统有碱性、支架膜和固体氧化物三种技术路径，其团队全面布局了上述三种制氢路线。

欧阳明高预测，未来集中氢储能的路线图将非常广泛。根据国际能源署的预测，10%的可再生能源必须通过长期储能来解决。2060年，中国需要氢储存1.5万亿千瓦时电，预计未来燃煤发电将逐渐转变为燃氢发电。

据悉，欧阳明高院士团队、国家能源集团氢能事业部主任刘伟与鄂尔多斯人民政府签署了世界级绿氢创新生态区“氢洲”项目合作框架协议。

此举旨在引领氢技术从示范阶段到成熟商业化，致力于降低氢成本、扩大应用场景、科技创新整合和产业生态改善四个方面的突破。凭借国家能源集团的资源优势、欧阳明高院士团队的技术实力和中国氢联盟的支持，鄂尔多斯共同推动鄂尔多斯成为绿氢生态创新区的典范。

项目将利用鄂尔多斯的政策优势、风景氢资源、土地资源和多元化应用场景，实施规模化、一体化、生态化、市场化“四化”实现绿氢产业全链发展的战略。

△鄂尔多斯伊金霍洛旗氢能产业链

在蓝氢领先、储运创新、多元化应用、产融结合、国际联动的理念下，项目将打造世界领先的可再生能源制氢基地，实现绿氢成本降低、制造规模扩大、储运系统优化和多场景应用。计划将绿氢生产成本从20-25元/公斤降至16元/公斤，提高其商业竞争力，建立成熟的氢能生态系统。

到2027年，该项目的目标是每天生产700吨绿氢，每天减少600多吨碳。同时，加强公共服务能力建设，包括在鄂尔多斯机场物流园区建立世界上最大的绿色氢能设备检测基地，启动5兆瓦碱水氢电解罐试验平台，预计将于6月完成。

以下是演讲全文：

尊敬的黄总，鄂尔多斯市长，领导，嘉宾，

下午好，我做了一个简短的报告。我的报告是根据我们的研发经验介绍中国氢能产业的发展趋势。

我的团队有三个部门，氢能是我们的主要部门之一。目前，我们在张家口建立了整个氢能产业链，包括风景制氢、制氢厂、氢储能、燃料电池厂和500辆燃料电池巴士。我们现在正在开展一个以氢能为主体的更大的氢能研究所，即将在鄂尔多斯开工。鄂尔多斯是全国无与伦比的风景条件和氢能应用场景，因此我们将把氢能发展的重点转移到鄂尔多斯。

下面我想简单说一下氢能的发展。首先，经过20年的发展，我们的团队经过20年的发展，从燃料电池汽车到燃料动力系统的大型燃料电池发动机和电堆。现在我们在摩托车电机和堆垛机方面取得了重大进展。我们的堆垛机在上海，膜电极在上海，另一个堆垛机在鄂尔多斯。我们将在鄂尔多斯设有制氢厂、膜电极、堆垛机等。

这一系列燃料电池发动机也被秘书长审查。目前，我们的发动机在中国汽车燃料电池发动机的市场份额中排名第一。在过去的冬奥会上，我们拥有世界上最大的1200辆燃料电池汽车示范，其中750台由清华团队提供。

氢生产系统有碱性、支撑膜和固体氧化物三种类型。清华团队全面布局了三种氢生产。最理想的是固体氧化物，但仍处于初级阶段。目前，碱性电解可以大规模生产和应用。这是我们海上氢能的碱性电解产品。它采用插片式，不同于中国传统。

一方面可以提高效率，另一方面可以方便维修。同时，我们全自动化，增加了安全功能。当然，中间的核心部件是膜电极，这是另一家创新企业专门做膜电极，通过膜电极的改进，我们可以大大提高碱性电解的效率，我们现在是第二代膜电极，也在开发第三代膜电极和第四代膜电极，采用人工智能设计和开发膜电极，所以这是关于电解槽。

除了燃料电池和电解槽，氢能更重要的是系统集成。内蒙古很多大型制氢厂都需要几十个电解槽，甚至几百个电解槽。这么多电解槽怎么集成？

这也是目前面临的一个非常重要的技术挑战。因此，在这方面，我们一直在研究多槽混合结构和多槽操作策略控制。碱性电解槽的单槽特性不是很好，但几十个可以通过控制一起获得良好的动态特性。

另一个系统集成是安全。我们通过了冬奥会的测试，1000多辆汽车，30多个加氢站，十几个制氢厂。这是世界上最大的氢能全链示范。我们已经成为整个氢安全监管平台。整个冬奥会的安全没有问题，也考验了我们的技术。

最后一种氢集成技术是氢储能，应用广泛。未来新电力系统的核心是储能。随着可再生能源的不断增长，对储能的需求越来越大，储能分为发电侧、电网侧和用户侧。时间周期分为增长周期、中周期和短周期，按规模分为大、中、小规模。

我们主要依靠氢储能的长周期和大规模储能，包括集中氢储能。例如，内蒙古有大量的风电光伏基地配备了煤电调峰厂。未来，我们将逐步减少煤炭，主要考虑氢气。此外，还有大量的零碳园区，必须增加氢储能，如果没有长周期的氢储能零碳是不可能实现的。

因此，首先，我们看到集中氢储能的方式多种多样，如燃气能机和锅炉。中国主要是锅炉的混合燃烧。国家发展和改革委员会发布了鼓励煤电厂掺氢燃料的政策，以实现大规模、长周期的储能。我们不想拆除发电厂，而是把它改造成燃烧氢的火电厂。

这是我们对鄂尔多斯火电厂的计划。我们只需要掺氢20%，就可以减少碳排放40%，实现氢能四季的回收利用。另一个是小型分布式公园的氢储能，主要依靠燃料电池发电和热泵加热，形成电解槽制氢一体化行动。我们已经形成了产品，即将上市。

最后，我想展望一下，未来集中式氢储能的路线图非常广阔，因为根据国际能源署的预测，10%的可再生能源必须通过长期储能来解决。2060年，中国需要氢储存1.5万亿千瓦/小时，前景广阔。我们预计未来燃煤发电将逐渐成为燃氢发电。

综上所述，我国在氢能核心关键技术方面取得了重大技术突破，燃料电池和电解槽应继续优化升级。特别是燃料电池的耐久性现在降低了很低的成本，1000瓦1000元，5年前20000元1000瓦。

氢能现在很热，但它仍然是战略价值的热点。我们需要将战略价值转化为商业价值。核心是氢能的性价比和绿氢成本。我们应该降低什么？

首先，富裕的绿电已经达到0.15元/度，可以和煤制氢的成本相比。我们预计2030年绿氢规模将达到500万至1000万吨，我们将努力实现这一目标。

总之，要以低成本绿氢为源头，以多元化、大规模商业化应用为动力，推动绿氢全产业链的发展。

感谢关注氢能事业发展的同事们，感谢大家。