文｜光伏头条

世界各国已经达成共识，未来会朝着“零碳”发展的方向前行。在此过程中，通过电气化转型可以大幅度降低碳排放。因此，电气化的路线是人们的必然之选。

到2030年后，电力的能耗将占30%的比重。但跟燃料的需求量相比，显而易见的是，电气化并不能解决所有问题。在不同应用领域都希望要达到降碳效果，仍然需要可持续燃料的发展，氢能会扮演非常重要的角色。

氢在发电行业有巨大潜能。例如通过电解水制氢，使盈余的电力进一步储存，储存之后达到峰值时让它反向生产出电力，再进行分配。氢在交通出行领域的发展也相对成熟，可能更多侧重于卡车、公交车、商业用车。未来在空运方面是否能够把氢作为燃料进一步使用也是非常值得关注的事情，因为这是目前在空运甚至航运方面唯一比较可行的脱碳解决方案。

虽然氢能与电气化有着千丝万缕的联系，但是利用氢能发电到底行不行？如果氢能发电可以取代一部分火电，那么对于整个世界的碳减排将会产生翻天覆地的改变。

氢能与电力结合的两大方式

氢能汇记者了解到，人们对于氢能的利用主要有两种形式是和电力相关的。一种是将氢能用于类似于燃气轮机的设备，经过吸气、压缩、爆炸、排气过程，带动电机产生电流输出。另一种则是利用电解水的逆反应，氢气与氧气（或空气）发生电化学反应生成水并释放出电能，也就是我们常说的“燃料电池技术”。

这两种与电力有着密切关系的氢能利用方式各有利弊。氢能发电机是一种环保型的发电设备，具有无噪音、零排放和移动性强的优点，除此之外，氢能发电还具备维修方便，启动迅速，要开即开，欲停即停的特征。在电网低负荷时，还可吸收多余的电来进行电解水，生产氢和氧，以备高峰时发电用。这种调节作用对于电网运行是有利的。

燃料电池技术是将燃料的化学能直接转换为电能，虽然名为“燃料电池”但实际反应的过程中并不需要进行燃烧，能源转换效率可达60%-80%，而且污染少，噪声小，装置可大可小，非常灵活。

从目前发展情况看，两种氢能利用方式都存在一定弊端，成本较高是两者存在的普遍问题。

推广氢能发电的难题

氢能汇记者了解到，目前，燃料电池发电成本大约在2.5-3元/度，而中国传统发电方式的电价都在1元/度以下，例如，风电发电成本约为0.5元/度，太阳能发电成本最低约0.25元/度，而火电发电成本大约在0.25元-0.5元/度，核电发电成本大约在0.5元/度。对比发电成本可以发现，燃料电池的发电成本要高于其他类型的发电模式。

之所以氢燃料电池发电成本如此之高，主要原因在于稀有金属铂的价格昂贵，以及质子交换膜、电解槽等设备依赖进口，成本高昂。

同样，在发电站建造成本方面，传统火力发电站的建造成本约为1300美元/千瓦。而在北美固定式燃料电池价格明显下降的背景下，燃料电池发电站的建造成本目前为1500—2000美元/千瓦，建造成本依然高。

此外，氢能在电力行业大规模应用之前，尚存在着基础设施建设不健全、制氢、储氢和输氢技术存在安全风险等一系列问题。

除了制氢成本高之外，氢能的储运也是一大难题，寻常的储存设备可能因为氢的活跃性而产生“氢脆”导致氢气泄漏，甚至可能导致爆炸的风险，一些碳纤维材质的储运材料的成本又比较高，让氢能发电并不能像煤电、气电那样在原材料运输上得到更好的保障。

尽管如此，并不是说利用氢能发电这条路走不通，事实上已经有很多国家在这条路上不断探索并取得了一定的成绩。

选对方向很重要

美国Bloom Energy与韩国SK工程建设公司联合宣布，已在韩国京畿道利用燃料电池技术启动了两个新的氢能发电站项目。据最新数据，目前韩国六家发电公司已部署了约300兆瓦的燃料电池发电项目。

据统计，2012年氢能发电占美国全国发电的比例为7.9％，该数值均低于火力发电、水力发电和核能发电，但却高于风能发电。2012年，全球燃料电池系统的出货量近3万台，同比增长约34％，相较于2008年增长超过321％，其中，固定式燃料电池增长最为显著，从2008年的2000台迅速上升至2012年的2.5万台。

由此可见，无论是氢能发电还是燃料电池发电，实际上已经有不同的国家开始进行尝试。

张家港氢云新能源研究院院长魏蔚认为：氢能发电，应选择适合的应用场景及使用条件。燃料电池发电温度较低，与居民生活热水的温度接近，方便利用。利用燃料电池发电可以使不能转移及上网的电通过氢的形式自由调配和跨季节使用，既解决了可再生能源消纳问题，又使得化石燃料得以充分利用。

综上所述，当前世界各个发达国家均在大力开展氢能发电的研究和试点，部分项目已经实现商业化，将氢能利用作为未来可持续发展和实现低碳经济的一项重要内容。

利用“弃光”和“弃风”电量制氢，将低效能源转化为高效能源的氢气储存并发电，或通过燃料电池转化为汽车动力，代替汽柴油，实现电的时空转移，是氢能的独特价值所在。