以科技创新跨越氢能产业鸿沟

来源:国家能源集团报 2026年03月27日 版次:03

“十五五”规划的四大水风光基地与六大“沙戈荒”能源基地均布局在西部地区,特高压技术为跨区域电力输送提供了有力支撑。然而,新能源占比持续提升,必然带来供需平衡与能量匹配问题。煤电作为同步机组的机械惯量调节能力将逐步减弱,电网稳定性面临严峻挑战。在此背景下,“十五五”时期储能产业迎来重要发展窗口。

氢气成本是核心痛点,部分地区风电、光伏度电成本已降至0.15元以下,电解槽价格持续下降。碱性电解槽进一步降本空间有限;质子交换膜电解槽适应波动性优越,预计“十五五”末可实现1兆瓦100万元的成本目标,市场竞争力将显著增强。阴离子交换膜电解槽有望在示范工程中崭露头角,耐久性是决定其能否大规模应用的关键。离网制氢正日益受到关注,但需与储能、内燃机等技术结合,催生场站智能运维等新需求。“十四五”期间局部氢气管道已开始建设,为大规模应用奠定基础,高压储氢尤其是52兆帕氢瓶在短距离运输领域预计“十五五”将取得突破。长距离、跨洋运输方面,液氢储运技术攻关迫在眉睫。

在应用环节,氢能燃料电池产能已超过电解槽产能,若基础设施完善,产业将快速发展。氢内燃机、绿色燃料燃气轮机等技术可为电网提供机械惯量,与离网制氢技术形成良好匹配。海洋氢能涉及海工装备与环境复杂性,“十五五”期间亦应予以重视。

国家能源集团在宁东建设的5兆瓦碱槽与质子交换膜混联制氢系统,整体能效优异,但创新技术落地过程中因缺乏标准支撑而面临障碍。因此,行业标准委员会的牵头成立,可在守住安全底线的同时避免过度冗余。同时,要建立中试基地,在真实工况中验证创新技术的安全性与经济性,是降低边际成本的有效途径。

从全生命周期看,制约绿氢工厂开工率的因素还包括电解槽在波动工况下的寿命与耐久性。但学术界侧重单一指标最大化,而产业界更关注综合性能尤其是耐久性。质子交换膜电解制氢涉及从纳米到米尺度的跨尺度工程,微观结构必然影响宏观性能,需建立跨尺度研究桥梁。

目前,多数电解槽制造仍停留在作坊式阶段,应借鉴“黑灯工厂”经验,以数字赋能氢能全产业链智能管理平台。碱性电解槽各小室异质性突出,需以规模化制造思维提升产业水平。氢气管道建设将催生高压电解水制氢等新需求,当前机械式压缩机难以适应频繁启停工况,若能实现高压制氢直接接入管道,将是重要创新方向。

如何将大胆的创新构想与产业需求深度融合,跨越从实验室到工程应用的鸿沟,是摆在我们面前的共同课题。标准建设至关重要,亟须构建绿氢技术、标准与产业深度融合、协同发展的良好生态。希望各方携手努力,以技术创新突破成本瓶颈,以标准建设规范行业发展,推动氢能产业在“十五五”时期实现高质量、规模化发展。

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