在全球气候变化的压力之下，各国开始加快推进清洁能源应用，包括氢能在内的新能源有着广阔的发展前景。氢能是新型能源，与传统化石能源相比具有绿色低碳、来源丰富、应用广泛等优势。我国于2015年开始正式进入产业化阶段，在氢能应用方面也有一些尝试，但相较发达国家仍有差距。近年来，我国愈发重视氢能的应用和推广，2022年3月23日，国家发改委、国家能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，吹响了我国加快氢能源开发利用的号角。
一、氢能的支持政策
《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》明确提出，“十四五”时期，我国的氢能产业发展目标是：到2025年，要初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系，燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量达到10万-20万吨/年，成为新增氢能消费重要组成部分，实现二氧化碳减排100万-200万吨/年。《规划》还提出，到2030年，我国要形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，产业布局合理有序，可再生能源制氢广泛应用。到2035年，我国要形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升，对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。自“十三五”时期开始，我国已经开始重视对氢能技术与氢燃料电池技术的应用，并取得了一些进展，此次关于氢能源规划的顶层设计出炉更加体现了我国对于应用和推广氢能源的导向和决心。
二、氢能的主要应用场景
按照氢能的生产方式，可将氢能分为蓝氢、绿氢和灰氢三种，分别指装有二氧化碳捕集和封存设施的化石能源制氢、可再生能源电解水制氢，以及化石能源制氢。蓝氢和绿氢被视为实现零碳排放的关键能源品种，已被多个国家列为重点发展的新能源。化石能源制氢即灰氢的技术此前已非常成熟，成本也较低，蓝氢和绿氢技术目前仍待突破，且生产成本高昂。
（一）氢燃料电池
在今年2月4日开幕的第24届北京冬奥会上，中国首次大规模应用蓝氢和绿氢，与东京奥运会部分使用氢燃料火炬相比，北京冬奥会将火炬燃料全部替换为氢能，同时还大量投入使用了氢燃料电池汽车，总计投入使用的氢燃料电池汽车达到了1100辆，数量约为东京奥运会的两倍。目前常见的新能源汽车燃料电池主要为磷酸铁锂电池与三元锂电池。相较于磷酸铁锂电池与三元锂电池，氢燃料电池具有可再生（氢气为可再生能源，来源广泛）、零污染（产物为水，无有害生成物）、更安全（氢气极易消散，道路使用更为安全）、效率高（燃料电池转换效率可达60%，是内燃机效率的2-3倍）、加氢快（3-5分钟可加满）、长续航（能量密度高、续航里程可至1000KM）等诸多优势，是未来新能源汽车工业的发展的又一大新趋势。氢燃料电池汽车综合了汽油车续航里程长，燃料补充快与电动车安静、低速扭矩大等诸多优点，可以真正实现零排放。同时相比纯电动汽车与燃油车，氢能源汽车不仅补能快，而且一罐氢的重量只有几千克，比油箱和电池更小更轻，在长续航、大运力商用车，以及部分公共交通方面有着更为明显的优势。本次北京冬奥会投入使用的氢能源汽车主要来自丰田、吉利、北汽、宇通、福田等车企的氢燃料电池大巴、小轿车、特种车等，通过冬奥会这次机遇，氢燃料电池汽车将获得更多热度与更多消费者的了解、认可与期待。
（二）作为可再生能源消纳的储能载体
近年来，可再生能源发展迅速，我国风能装机、光伏装机在世界居于前列，而风能、太阳能受天气影响大，具有间歇性强、效率不稳定、弃风弃光多等特点。想要有效利用并发展下去就势必用上储能系统。如今，有很多国家开始借用氢储能技术推动其发展，比如：风电场制氢储能技术，在风电充足无法联网时，将其制成氢气储存。在需要电能时，将其转换为电能输送，而氢储能技术是可再生能源发电规模化发展的关键，成为了多个国家创新要点，例如：海上风电就是通过电解水制取的氢气，经由已建成的天然气管道运输至需求端，在降低了成本的同时，有效利用风能，减少弃风。
三、我国氢能发展面临的主要问题及建议
（一）氢能发展面临的问题
目前全球氢能产业仍处于产业化早期，尚无成熟的商业模式，几乎都得依靠补贴才能发展。东京夏奥会和北京冬奥会对氢能的青睐，对产业发展的实际推动作用不大，各国的氢能产业都处于探索阶段。灰氢制备过程需要消耗化石能源，其过程并不环保，然而蓝氢和绿氢的制备虽然环保，但成本高昂，以电解水制氢的绿氢为例其工业用电成本合计为煤制氢的8倍，成本过高。
目前我国氢能产业相较于国际先进水平仍存在产业创新能力不强、技术装备水平不高，支撑产业发展的基础性制度滞后，产业发展形态和发展路径尚需进一步探索等问题和挑战。以氢燃料电池为例，一是我国在生产制造方面的核心竞争力还比较薄弱，与发达国家相比研制的电池寿命还比较短，关键材料相对薄弱，催化剂、碳纸等还在样品阶段，缺少产品供应，对其发展产生不利。二是储氢材料仍需改进，常规使用的金属内胆气瓶有欠缺，储氢量和压力极限仍需提高。三是加氢站目前的普及和便利程度无法与充电站相比，且同规模加氢站建造成本约为加油站或充电站的建造成本的5-6倍，提升加氢站的普及率、降低建造成本将是一项艰难且必为之的任务。四是国家层面对于氢燃料电池研发资金和资源支持力度与发达国家相比仍显不够，我国在这一领域基础薄弱、起步较晚，导致研发突破相对有限。
（二）促进我国氢能发展的建议
虽然国家目前关于氢能发展路线的顶层规划已经出炉，但如何将其落地落实，鼓励更多的市场主体参与，推动其产业化发展还需要更多具体执行层面的指导举措。也需要进一步加大对氢能关键技术研究的资金投入和政策及资源倾斜，加强相关检测中心的建设力度，鼓励行业标杆尽快推动相关行业标准的统一制定，为氢能产业提供标准化发展平台。在氢能源汽车领域，要对相关新兴企业进行专项扶持和孵化培育，可采取税费减免、给予政策补贴等措施、制定投放奖励机制，进一步扩大氢能源应用市场。
结语
中国氢能联盟预测，在2030年碳达峰背景之下，氢能在中国终端能源体系的占比将从2019年的2.7%提高到6%；到2060年碳中和背景下，这一比重将提高到20%。由此可见，氢能的发展未来可期。北京冬奥会大规模应用氢燃料电池汽车可能成为氢能在我国发展的一个里程碑式事件。我们也有理由相信，随着氢能源制备、氢燃料电池关键技术的不断突破，氢能将会在新能源中占据更多的市场份额和应用前景。
参考文献：
[1] 陈军华, 唐坤, 龙彬. 国内城市能源系统清洁低碳转型研究综述[J]. 科技创业月刊, 2021, 34(1):6.
[2] 李佳男, 刘会超, 石啸威,等. 基于清洁能源的雨水回收利用系统:, CN211871655U[P]. 2020.
[3] 肖建民. 论氢能源和氢能源系统[J]. 世界科技研究与发展, 1997, 19(1):5.
[4] 氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）
[5] 郭烈锦, 赵亮. 可再生能源制氢与氢能动力系统研究[J]. 中国科学基金, 2002, 16(4):3.
