问题——能源转型进入深水区,“电不够用”的场景如何破解 全球推进低碳转型的背景下,可再生能源装机规模不断增加,但由于其“随机性、波动性和间歇性”,电力系统对调峰、长时储能和跨区域消纳提出了更高要求。仅依靠电能,难以覆盖钢铁、化工、远洋航运、航空等难以直接电气化的领域,也难以实现低成本的季节性或跨周期储能。为此,能够与电能互补、可大规模储存并跨行业应用的能源载体,将成为未来能源体系建设的关键。 原因——绿氢“从能源到原料”的双重属性,契合未来产业特征 氢能被视为未来产业的重要布局,核心在于其战略价值和产业带动作用。与化石能源制氢相比,绿氢通过可再生能源电力电解水制取,实现近零碳排放,可将“绿电”转化为可储存、可运输并作为燃料和原料使用的“绿氢”,打通电力、交通、工业等多个领域的减排路径。 从产业链来看,绿氢涵盖可再生能源发电、电解水制氢、储运装备、加注基础设施及终端应用等环节,对投资和就业有较强拉动作用。更重要的是,氢作为“能源互联媒介”,可在高比例新能源条件下承担长周期储能和跨区域调配,为新型能源体系提供新的解决思路。 影响——应用版图扩展,推动交通与工业深度脱碳 在零碳能源体系构想中,氢能主要应用于三类场景:一是储能,将富余可再生电力转化为氢并储存,需要时再通过燃料电池发电,提高系统韧性和调节能力;二是原料,在合成氨、甲醇等化工流程,以及冶金行业,以低碳氢替代传统高碳原料,实现产业链减排;三是动力,在道路交通、工程机械、船舶和航空等领域,通过燃料电池或氢/氨内燃动力技术,为中重载、长续航和快速补能需求提供解决方案。 近年来,氢燃料电池应用已从道路车辆拓展至轨道交通和无人机等领域。部分企业改进燃料电池系统功率、耐久性及低温适应性,推动关键环节国产化和规模化。同时,氢内燃机技术也不断突破,为多种动力需求提供新选择。 对策——以“绿电—制氢—储运—应用”全链条思维推进规模化 业界普遍认为,绿氢产业化要重点关注降成本、强基础、扩场景和立标准。一上,应利用风光等可再生能源成本下降趋势,提高制氢设备效率,实现规模制造,降低单位成本;另一方面,需要统筹布局储运及加注基础设施,减少损耗和重复建设,提高系统效率。 技术上,电解水制氢是绿氢产业链的源头。目前我国已形成装备制造基础,国产碱性电解槽具备较高性价比并实现出口,显示出制造能力和工程优势。下一步需继续提升效率、扩大功率并适应波动电源,同时完善安全管理及标准体系,为规模应用提供保障。 前景——从示范走向普及,绿氢有望成为深度脱碳“关键拼图” 综合来看,随着可再生能源占比提高,对长时储能和季节调节的需求会更加突出;随着“碳约束”强化,各行业对低碳燃料与原料需求将持续上升。绿氢在“能源载体+工业原料”两条路径上具备同步推进可能,有望率先在重点工业园区、港口枢纽、重卡干线及离网地区形成商业闭环,并逐步扩展到更多领域。 同时也要看到,绿氢全面推广还面临电价机制、消纳条件、基础设施建设及标准体系等多重挑战。稳妥推进需坚持以需求驱动供给,以示范带动规模,以全生命周期核算确保真正减排,避免盲目扩张与低效重复。
在“双碳”目标引领下,以绿氢为代表的清洁能源创新正在改变我国乃至全球的能源格局;作为未来产业的重要方向,绿氢不仅有助于破解传统能源困境,也为经济绿色转型注入新动力。把握科技进步,加强产学研协同,进行示范应用,将有助于我国在全球新一轮能源竞争中抢占先机,为建设美丽中国和实现人类命运共同体作出贡献。