氢枫CTO宣锋
本报记者 胡雅文 北京报道
双碳背景下，氢能被称为21世纪的终极能源，在发电、工业和交通等领域的碳减排中被寄予厚望。相比其他可再生能源，氢能的高能量密度优势尤其突出，能够满足未来高能量需求的市场，加上可获得性、稳定性等特质，储存容量更大、不受时间和地域限制，氢能已经在氢储能、氢燃料电池等终端应用领域展现增长潜力。
与此同时，氢能产业链中氢气制取、储存、运输和应用各个环节的活跃度不断提升，支撑起了氢能的快速发展。截至2023年底，我国加氢站约420座，不仅增速领先全球，在数量上亦位居全球第一。长三角一直是我国氢能发展的先行区。其中，总部位于上海的氢枫（中国）目前已经参与建设了100多座加氢站。
2016年，氢枫进入氢能产业，业务涉及制氢、储氢、用氢等领域。近日，《华夏时报》记者专访了氢枫CTO宣锋，从技术、装备与实际应用出发，了解氢能如何成为未来不可或缺的能源。
《华夏时报》：氢能有什么其他能源不可替代的特性？比较确定的应用场景有哪些？
宣锋：我们在谈论氢能的时候一定要从更长时间维度的角度来看，而不是仅仅局限于短期的3年至5年。
氢能的清洁性体现在其零排放，氢气与氧气反应仅生成水，使其成为最清洁的能源之一，具有替代传统化学燃料的环保优势。其次，氢能具有可再生性，这意味着其可以借助太阳能、风能等可再生能源进行生产，具有持续供应的潜力。再者，氢能具有高能量密度，可通过气态、液态或固态的金属氢化物形式存储，用于满足高能量的应用需求。此外，氢能应用十分广泛，可以作为化工原料、发电原料、建筑原料以及交通燃料。其应用范围不仅限于交通领域，电力、化工亦是更大的舞台。
氢能的战略意义在于加强可再生能源的消纳和利用，以及推动终端用能领域的清洁替代。随着可再生能源发电技术和产业规模的快速发展，以及全球双碳目标的制定，氢能将在未来的能源体系中占据重要地位。
《华夏时报》：从整个行业来看，发电、工业、交通都是碳排放的主要领域，在氢枫看来，当下氢能主要应用在哪些领域？
宣锋：氢能的应用并不局限于特定行业，而是面向所有需要氢能的市场。目前，国内氢能的应用在交通领域发展迅速，除了汽车行业，还有正在兴起的轨道交通和船舶行业，这些领域均可采用氢燃料替代传统燃料作为动力来源。在电力领域，氢能可用于可再生能源大规模储能或燃料电池发电，通过电-氢以及电-氢-电转化路径提升能源系统的灵活性、可靠性和可持续性。在化工领域，氢气被广泛用作还原剂和原料，应用量巨大。此外，氢气在建筑和生活领域也发挥着重要作用，例如通过热电联供系统为居民提供电力和热能。
《华夏时报》：从上游的氢气制取端来看，气体的分离和提纯是一个什么样的环节，氢枫为什么选择这一技术？
宣锋：气体分离与提纯技术已高度成熟，相关产品及设备主要包括吸附剂、催化剂、程控阀门、吸附塔、反应器、压缩机等。这一技术利用不同吸附剂对各类气体在不同压力、温度条件下的吸附能力差异，来实现副产氢中氢气的提纯。选择这一技术的主要原因有二：一是该技术成熟度高，能够确保稳定可靠的操作性能。其次是适应性强，尤其是中国有大量的工业副产氢，如煤气、炼厂干气、合成氨驰放气、甲醇驰放气、氯碱尾气、丙烷脱氢尾气等原材料，所以定制化的分离与提纯方案能够满足中国市场对氢气的大量需求。
此外，该技术环保效益也很高。中国是一个工业化大国，在工业生产过程中会不可避免地产生大量副产品。这些副产品并非特意生产，而是伴随主要工业产品生产而生成。通过采用气体分离与提纯技术，我们能够将这些原本附加值不高的副产品转化为高纯度氢气，提升其经济价值，这也是一种变废为宝。氢枫在此技术方面拥有20年的行业经验。
《华夏时报》：可再生能源对碳减排意义重大，从目前应用来看，绿氢占比仍在少数，其他类型的氢气是否能为碳减排作出贡献？
宣锋：绿氢即通过可再生能源如太阳能和风能电解水制取的氢气，是未来绿色能源领域的重要推动力量，当前应用不多主要是因为现阶段绿氢制取的量比较少，同时成本也比较高。在此过程中，我们就需要其他更容易且更具有经济性的氢气制取方式，如副产氢分离和提纯。从资源利用的角度看，将工业生产过程中必然会产生的副产氢转化为可用的氢气，供应给不同行业，这一过程本就具有一定的减碳效果，至于能节省多少碳排放，还需要进行复杂的长链条计算。
《华夏时报》：相对现在更主流的气体储氢来讲，固态储氢是一种更面向未来的创新技术。它和其他的储氢方式相比有什么区别，客户为什么会选择固态储氢产品？
宣锋：镁基固态储氢技术是通过氢气与镁合金的化学反应，以固态形式将氢气存储于材料中。这是一个可逆的化学反应，在一定的温度条件下进行氢气的吸收和释放。该技术显著的优点是储氢质量密度高以及具备高安全性能。镁基固态储氢质量密度可达6.4wt%，即15.6吨的材料可以存储1吨氢气，且储氢过程在常温常压下进行，性能十分稳定，无高压下的泄漏等问题。此外，镁基固态储氢的纯度也较高，因为在吸放氢过程中无副产物产生，同时选择性地吸附氢气，将其他杂质气体排除在外；还具有更长的使用寿命，吸放氢循环次数3000次以上无明显衰减，折合约15年及以上使用寿命。该技术适用于卡车、铁路或水路运输，使得氢气储运更为便捷、灵活。
当前市场上主流的氢气储运方式为气态储氢，技术相对成熟，主要局限在于储氢密度低。例如，一辆载重49吨的运输车辆仅能装载300多公斤的氢气。此外，气态储氢属于高压储氢，存在一定的高压安全隐患，长距离运输成本相对较高。市场上也在积极研发其他新兴储运技术，各有特点，如液态储氢体积能量密度高，适合大规模储存和长途运输，但液化过程能耗大，以及有显著的静态蒸发损失，故找准匹配场景需求的合适的储运方式比较关键。
《华夏时报》：镁基固态储氢的应用场景有何偏向，它的成本会更高吗？
宣锋：对于长距离运输和大规模储氢需求来说，镁基固态储氢是比较好的选择，具有更高的经济效益。该技术通常适用于100公里以上的运输距离，尤其在300公里至500公里的长距离运输场景中优势更为明显。镁基固态储氢还适用于大规模能源储存，对于那些拥有丰富风光资源但能源需求较低的地区，如内蒙古和甘肃，可以利用固态储氢技术将过剩的能源转化为氢能储存起来。这种方式储氢量大，占地小，还可以跨季节长周期储能。
从价格来看，镁基固态储氢技术并非昂贵，相反，相比于传统高压气态储氢可以节约30%左右的储氢成本。镁基固态储氢的革命性在于突破了传统储氢技术的局限，提供了一种创新的储氢方式，可缓解氢能储运安全性、经济性的瓶颈问题。
氢枫正积极推广镁基固态储氢技术在各领域的全面应用，尤其是储能市场的应用，并已获得相关技术认证。自2023年推出产品以来，公司已向客户交付第一批订单。尽管在推广新技术的过程中难免会遇到传统模式的阻力和质疑，但氢枫将固态储氢技术定位为传统技术的有效补充。
《华夏时报》：把氢作为储能是氢枫现在比较关注的方向吗？目前氢储能有落地的项目吗，核心设备有哪些，氢枫有何产品？
宣锋：氢储能是公司持续关注的领域，高增长性非常明确。可再生能源的发展需要配套储能，而氢储能是现在发展最为快速的一种技术，氢储能通过将电能转化为氢气进行储能，为大规模储能提供了另一种有效的方式。与传统电池储能相比，氢储能的成本随着储能规模的增加而降低，边际成本降低，呈现出规模经济的特点。目前，在国内如吉林大安有大规模的氢储能示范项目，利用风能和太阳能发电，并将多余电能转化为氢气作为储能媒介。
市场上现有的储氢方式有大型球罐储氢，这种方式占地面积稍微大些。相比之下，镁基固态储氢密度更高，使用氢枫20英尺的集装箱即可储存1吨氢气，并且可以堆叠来节省空间。
《华夏时报》：有数据表明中国加氢站其实是全球最多的。据了解，氢枫在加氢站设备集成商中的市占率排名前列。具体而言，氢枫在加氢端有哪些技术、产品储备和经验？
宣锋：自2016年氢枫成立起，公司首先布局的便是加氢站业务。在过去8年中，产品线不断升级和扩展并逐渐覆盖到了氢全产业链，在江苏宜兴、四川遂宁和山东青岛设生产工厂。作为国内最早一批进入加氢站领域的公司，氢枫已参与建设了100多座加氢站。
氢枫自主研发并生产了压缩机、加氢机、卸气柜和顺序控制柜等全系列关键设备，伴随市场从最初的小规模加氢站发展至现在的综合性大规模加氢站。目前，氢枫已建成日加氢能力达6.4吨的全球最大加氢站。我们认为未来加氢站市场将往大型化、综合性、制氢加氢一体化等方向发展。这使得我们的加氢站在形式和复杂性方面已领先于国外现有的技术和设计理念。同时，海外战略已成为公司最重要的发展战略之一。氢枫已在北美、欧洲、东南亚和澳大利亚等不同国家和地区设立办公室，并与当地合作伙伴建立了合作关系，目前正根据各国的合规要求进行产品认证，加速走向海外。
《华夏时报》：请分享一个涉及到制储运加全产业链的案例。
宣锋：例如我们的客户浦江特气，是一家为长三角地区氢能用户提供氢气的专业气体供应商。此前，浦江特气采用高压氢气运输方式，现在则开始探索采用镁基固态储氢技术来运输氢气。浦江特气在化工园区拥有丰富的副产氢资源，通过副产氢提纯氢气，将其增压后输送至加氢站，再为燃料电池车辆提供加氢服务，形成了一个典型的制氢加氢一体化的加氢站模式。
《华夏时报》：中国氢能产业链的发展现状如何？从全球来看在什么水平？
宣锋：以燃料电池技术领域为例，日本的丰田公司是主要的创新引领者，其专利和技术处于领先地位。然而，在氢能的制备、储存、运输和加注环节，情况则有所不同。制氢技术多样，包括水电解制氢、工业副产氢提纯以及利用化工原料制氢等。各国在副产氢技术方面都已比较成熟，没有哪个国家拥有尤其独特的技术。在技术成熟的基础上，规模效应变得尤为重要，而中国在规模方面具有明显优势。
中国在液氢领域相对较弱，但在固态储氢技术方面具有先发优势。相比之下，美国、法国以及德国的大型气体公司掌握了液氢制取的核心技术，技术积累和经验充足，在液氢领域处于领先地位。
在氢能应用领域，全球均在积极探索拓展应用场景，这会是一个逐步发展的过程。
《华夏时报》：电池已经在汽车领域抢跑，低空经济和船舶的电动化近期广受关注。氢能在这两个领域的发展情况如何，它们会变成氢能在交通领域的主战场吗？
宣锋：氢能在低空经济领域的应用尚处于技术探索阶段，电池技术在该领域应用相对较多。但是，氢燃料电池具备高能量密度的优势，能够支持无人飞行器等长续航飞行的需求，这是传统电池技术难以比拟的。然而，要实现氢能在低空经济领域的广泛应用，仍需要解决技术成熟度、系统匹配性、安全性和成本等问题。基本上，所有广泛应用的技术都离不开这几个核心要素。
船舶行业已经有氢能的示范案例了。氢能的高能量密度使其成为绿色船舶领域在未来的重要动力源之一。与纯电动船舶相比，氢能船舶在续航里程、加注时间和加速性能等方面占据优势。
责任编辑：李未来 主编：张豫宁
