“氫能是實現‘雙碳’目標的主力軍。其中，在工業領域，氫能將在原料和熱源的替代方面扮演主要角色；在交通領域，長途重型運輸脫碳作用較大；在能源領域，分布式電力系統、儲能等方面將發揮重要作用。”清華大學副秘書長、北京清華工業開發研究院院長金勤獻表示，氫能對中國提高能源體系安全、實現碳中和具有極高戰略價值。預計，中國2050年氫能需求為8000萬噸，CO2減排8.7億噸。

 

“如全部采用可再生能源水電解制氫，需要可再生能源年發電量約350萬億度，是2018年可再生能源發電量1.9萬億度的180倍”。金勤獻分析，綠氫需求推動了可再生能源需求的巨幅增長。預計中國2050年CO2排放降低到58億噸，相對峰值減少77億噸，其中氫能應用減少8.7億噸排放，2060年達到碳中和，預計碳排放再減少30億噸，其中氫能應用減排量3億噸，占總減少量的10%以上。

 

在金勤獻看來，中國從以煤炭為主的高碳能源體系，跨越以石油天然氣為主的低碳能源體系，直接進入以可再生能源為主的綠色能源體系，需要綜合替代原有石化能源的供電、供熱、供料三個生產要素，才能實現能源結構的真正轉型，簡單的電力替代，不可能實現“碳中和”。

 

“依托中國豐富可再生的風光資源，建設項目專用的可再生能源風光電場，項目全部用電均來自建風電廠，開展低成本可再生能源制氫和可再生能源本地消納的示范。”金勤獻強調，“與國際領軍企業和中國電解水裝備企業合作，建設全球規模領先的，波動條件下電解水制氫工廠，從源頭為綠色工業生態構建提供堅實的用氫保障。”

 

金勤獻以河北張家口氫燃料電池商用車示范區和北京大興氫燃料電池物流車示范區為例，2018年至2020年間，張家口已經有250輛燃料電池公交車在運行，累計完成載客量3400萬人次，累計運行1000萬公里。2022年冬奧會期間將投入850臺燃料電池車輛作為冬奧會的服務保障車輛。目前，按照北京市的規劃，北京大興氫燃料電池物流車示范區內氫能運營的物流公交車輛達到3000臺以上。

 

此外，在可再生能源直接耦合制氫方面，金勤獻表示，要綜合應用能源互聯網技術，構建本地獨立微電網，直接采用綠電制氫，結合儲能系統，實現風光儲氫靈活互補。

 

金勤獻表示，中國鋼鐵行業90%以上的產能是采用高爐技術生產的長流程鋼，碳排放占年全國二氧化碳排放總量15%左右。預計2050年，廢鋼循環的短流程鋼將占中國鋼鐵總產量的60%，其中直接還原鐵是短流程鋼的重要組成。廢鋼循環和氫直還原鐵技術結合，將構建完整的零碳排放冶金產業，為新能源等綠色行業提供零碳排放的綠鋼。

 

數據表明，中國化工行業能源消耗占工業能耗總量的28%，對于中國的化工行業而言，煤炭既是主要能源，也是主要原料，要實現完全脫碳，須依賴全新的零碳生產路線。金勤獻認為，以氫氣、氮氣和碳為原料進行的合成反應，形成化工行業的主要產品，是化工行業零碳轉型升級的重要路徑。