这门“氢”功怎么练？
转自：湖州日报
“总有一天，构成水的氢和氧，单独或一起使用，将会成为供暖和照明的无限能源。”这是150年前，法国科幻小说家凡尔纳在小说《神秘岛》中对未来氢能的幻想。如今，梦想已经照进现实。
氢气哪里来？西北大沙漠的太阳能到东部沿海的风能都可以转化，东部沿海码头一个加氢站每天能“喂饱”500辆氢能重卡。氢气去哪里？天上，氢能无人机能飞100公里，也耐得住5000多米的高海拔；地上，从二轮助力车、大巴到重卡，都可“氢”装上阵。
当氢能被越来越多提及时，它也进入了城市竞跑的赛道。据不完全统计，全国至少有36个省级和市级地方政府出台了发展氢能政策。作为首批国家碳达峰试点城市之一，湖州也将氢能列入八大新兴产业链，提出“到2027年，初步建成具有长三角区域影响力的‘环太湖氢走廊’”。
这门“氢”功怎么练？记者近日走访湖州多家氢能企业和研究院，寻找湖州的“练功”之道。
文/图 记者 徐震
扬长
掌握了一块电池的八成功力
氢能如何转化为电能？浙江唐锋能源科技有限公司副总经理王一鑫日前向记者展示了一张动态示意图，一目了然——
一个个氢分子进入电池后，在膜电极吸附解离形成一个个电子，电子通过外部电路产生电能。每节电池又通过双极板串联，形成电堆，驱动汽车、无人机等工具运转。
一块氢燃料电池里最核心的是膜电极和双极板，它们占到了电池成本的五成和三成。而位于湖州的浙江唐锋能源科技有限公司和浙江华熔科技有限公司，正是这两大部件的生产商。在国内，“唐锋能源”的高性能低铂膜电极的市占率超30%，“华熔科技”的氢燃料电池石墨双极板产品的市占率居全国第一。
“同行开玩笑地说，‘唐锋能源’加上‘华熔科技’，就是一节氢燃料电池。”王一鑫说。
目前，我市拥有氢能产业重点企业13家，去年实现氢能产业产值5.57亿元。“在我市万亿元的工业总产值里，氢能产业只能算虾米。但从核心技术来看，我市近年来涌现一批氢能产业细分领域的龙头企业，发展潜力可观。”市发展改革委产业发展处副处长韩芳说。
为此，湖州近年来出台了《湖州市氢能产业发展规划（2023—2035年）》，为氢能产业绘出蓝图。《规划》提出，到2027年，初步建成具有长三角区域影响力的“环太湖氢走廊”，培育和引进氢能产业相关领域企业50家以上，氢能及相关产业年产值突破100亿元。
“专门为一个细分产业制定发展规划，这在我市也不多见。”韩芳说。
当下，在市场驱动和政府支持下，湖州氢能企业也在各显神通，加快发展。
长兴铅蓄电池产品在全国市场占有率超过了八成。眼下，以天能、超威为代表的铅蓄电池企业除了稳固传统市场，也正在向氢燃料电池挺进。今年7月，天能氢能源科技有限公司自主设计生产的10台氢燃料电池系统交付，将被装载在安徽省广德市的公交车上。“加满氢气后，车辆续航里程约400公里，排放物只有液态水，实现零污染、零排放。”天能氢能源科技有限公司总经理助理曹寅亮说。
位于德清的浙江氢航科技有限公司则另辟蹊径。“氢航科技”联合创始人梁仰木冈告诉记者，企业在2017年创立时就瞄准二轮车和无人机市场，和大巴、重卡用的氢燃料电池企业错位竞争。今年4月，企业交付500辆氢能源二轮车，目前订单已经达到1万辆。
补短
三家省级研究院传授心法
“目前，湖州氢能产业总体规模偏小，完整产业链尚未形成，龙头企业均集中于氢气利用环节，在氢能制备及储运方面尚处空白。”市发展改革委介绍，湖州缺少制氢或工业副产氢企业，加氢站基础设施亟需完善。
放眼省内，多个地市今年在氢能产业上发力。9月3日，内河64T氢燃料动力集装箱船在嘉兴开工建造；上月底，杭州首飞全球首款百公里级氢动力长航程多旋翼无人机；今年3月，宁波镇海拿到了全省首张加氢站燃气经营许可证。浙江打造的从嘉兴到宁波的“环杭州湾氢走廊”和从金华到舟山的“义甬舟氢走廊”，没有湖州的身影。
针对氢能产业的短板，湖州今年下发《八大新兴产业链链长制2.0版工作方案》，其中提出：“重点突破氢能制备及储运、低成本碳捕集利用与封存等关键核心技术。”
市发展改革委介绍，目前多家氢能研发机构正瞄准湖州短板开展科研。其中，浙江大学氢能研究院德清氢能实验室、白马湖实验室长兴氢能基地、浙工大莫干山研究院三家省级研究院，正围绕氢气的存储、运输、应用技术攻坚，传授关键三招。
“储氢之术”。在国内，浙江大学是最早开展氢能研究和产业化应用的科研单位之一，其联合研发的98兆帕（MPa）大容积储氢罐技术达到全球领先。2022年，浙江大学氢能研究院德清氢能实验室成立。
“实验室将建成国内最为完善的极端氢环境下材料——零部件——装备及安全研究检测基地。”浙江大学氢能研究院研究员顾超华告诉记者，他们正致力于把产业化项目落到湖州，助力湖州吃到氢能新技术的“头口水”。
“化水之法”。事实上，氢气自身也有利用的短板。中国社会科学院工业经济研究所研究员朱彤日前发文表示：“氢作为最轻的气体，其体积能量密度最低。这导致氢的储存和运输面临更多的问题和困难，并最终反映到高昂的成本上。”
白马湖实验室是省十大实验室之一，致力于“碳”寻能源绿色转型之路。今年3月，白马湖实验室长兴氢能基地项目开工，主要围绕液氢试验及检测开展研究，将建成我国首个民用液氢试验测试研究平台。“液氢是氢气在极低温下变成液体的状态，这种状态使得氢气更便于储存和运输。”白马湖实验室相关负责人介绍。
“催化之功”。催化剂被称为氢燃料电池“心脏”里的“心脏”，目前国产催化剂的寿命、均一性、分散稳定性等，与国外高性能催化剂存在差距。
在位于德清的浙工大莫干山研究院氢能源材料与器件微纳加工中心，科研人员连日来正对一款电解水制氢催化剂进行性能测试。中心负责人、浙江省海外高层次人才贾毅介绍，中心研发的非/低贵金属催化剂宏量制备技术正加快产业化，将改变国内氢能企业催化剂材料依赖进口贵金属的瓶颈，降低造价成本约50%。
未来
氢气如何飞入寻常百姓家
“不光是照明设备和电动汽车，万物都是完全绿色无污染的……船只、卡车和公共汽车无声无息地穿行，排出的不再是二氧化碳和烟雾，而是纯净的水蒸气。”
这是在凡尔纳提出“无限能源”后的今天，意大利能源专家马可·阿尔韦拉在《氢能革命》一书中对2050年时氢能使用的畅想。
国际可再生能源机构（IRENA）和世界贸易组织（WTO）的联合报告指出：“全球升温不超过1.5摄氏度的情况下，到2050年，氢及其衍生物将满足全球最终能源消耗的14%。”而目前，这一比例为0.1%。
对于老百姓来说，氢能设备在生活中不常见。在采访中，多家企业表示，目前氢燃料电池的成本还较高，民用市场尚未打开。例如，一台氢能源大巴车的价格一般在100万元至200万元之间，高于目前市面上的新能源大巴；即使是氢能源二轮车，价格也需要8000元以上。
去年，浙江发布《关于培育发展未来产业的指导意见》，将氢能与储能列为9个产业之一。“未来产业潜力十足、前景广阔，但也有一定的不确定性和风险性。”一位投资机构负责人说。
对湖州而言，发展氢能意味着什么？
“发展氢能产业是推动湖州绿色低碳转型的重要路径。”市发展改革委表示，湖州是首批国家碳达峰试点城市、全省2个试点地市之一。氢能产业对自然资源禀赋要求相对不高，且湖州具备一定产业基础，有助于湖州更快实现碳达峰碳中和目标，高水平建设生态文明典范城市。
“湖州要做有优势的核心产业，避免和其他城市赛道重叠。湖州水运发达，提供了丰富的应用场景，这是湖州发展氢能的一个优势条件。”顾超华给出了建议。
湖州境内航道密布、水路运输发达，湖州港连续4年保持全国亿吨大港地位，2022年内河集装箱吞吐量约占全省50%，具备广阔的氢能船舶应用空间。《湖州市氢能产业发展规划（2023—2035年）》提出：“力争到2027年，应用推广30艘氢燃料电池船舶。”
随着航运业迅速发展，柴油机动力船舶引发的环境问题日益显现。2020年，我国航运业的二氧化碳排放量占交通运输领域排放量的12.6%，氢能作为清洁能源有望在航运领域减碳发挥一席之地。
另一个值得期待的趋势是，氢能成本正在大幅度下降，商业化运用正在加速。根据国际能源署研究，2030年燃料电池乘用车成本将与纯电动汽车、燃油车等其他乘用车成本持平，其中燃料电池系统的成本将降低到2030年的4300美元每辆。梁仰木冈对此深有感受：“氢燃料电池的成本已经比3年前下降了80%，今后下降还会更快。”
“氢能不一定是终极能源，但一定是未来多种能源之一。”顾超华告诉记者。
氢能产业，能否成下一风口？让我们拭目以待。