中电丰业王德军：制氢增加碳排放有悖氢能伦理

相对于欧洲、日本、澳大利亚等国对绿氢的激进和重视，我国活跃在氢能产业中的主流声音仍然是“灰氢”和“蓝氢”。中国知名水电解制氢设备企业之一的中电丰业董事长王德军认为：发展氢能要保持绿色初心，我国应尽快推动绿氢认证。

根据二氧化碳的排放量和温室气体产生的情况，氢气可分为灰氢、蓝氢和绿氢，其中，通过可再生能源制取、零碳排放的氢被称作“绿氢”。

工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中此前曾明确提出，“灰氢”不可取，“蓝氢”可以用，“绿氢”是方向。

中国工程院副院长杜祥琬院士在多次的会议中提出氢能是有伦理的，作为二次能源的氢能不应该继续增加或者转移搬运二氧化碳。

中国科学院大连化学物理研究所院士李灿也表达了类似的看法：他认为只有做到“绿色氢能”，才能实现未来能源的可持续发展，如果氢能的大规模开发要依靠煤制氢、天然气制氢，就解决不了“绿色”的问题，同时，燃料电池也谈不上清洁技术，只有从可再生能源出发进行氢能制备，整个链条才属于清洁技术。

欧洲、日本、澳大利亚等国家地区均在积极推动绿氢发展。其中，德国6月10日正式通过了国家氢能战略，该战略的关键点之一：德国在战略中承认“从长远来看，仅可再生能源生产的氢（绿氢）是可持续的，这是未来投资的重点领域”。相对于欧洲、日本、澳大利亚等国对绿氢的积极和持续投资，我国活跃在氢能产业中的主流声音仍然是“灰氢”和“蓝氢”。

用可再生能源制氢主要是通过多余的可再生能源电力进行水电解制氢，水电解技术和设备及安全消纳是关键。

北京中电丰业技术开发有限公司（下称“中电丰业”）是一家水电解制氢及氢能源综合利用解决方案提供商，专注于氢能源领域研发、生产、销售的“交钥匙”工程。公司有十三年专注水电解的发展历史，资产过亿团队近百，从规模和团队都是中国电解水制氢设备领先企业。

公司从开始代理国际著名氢能源品牌，到消化吸收自我创新，制造拥有完全自主知识产权的制氢供氢设备。国际化程度高、市场适应性强是该公司的核心竞争力。

第一元素网近日调研走访了北京中电丰业，并与公司创始人兼董事长王德军先生进行了对话和交流。

王德军先生有着十五年的海军戎装生涯，曾因一位朋友去比利时与一家制氢设备厂商谈合作而结缘氢能设备，两年后自己创立中电丰业。

在与王德军先生长达三小时的对话中，可以深刻的体会到其对于绿氢的“深情”，王德军表示：发展氢能一定要保持绿色初心，制氢过程中继续增加碳排放有悖于氢能伦理。我国绿氢在国际上要有声音，应尽快推动绿氢认证。

国际化、市场化打造核心竞争力

01.第一元素：您能否先简要介绍一下中电丰业的基本情况，中电丰业有着怎样的发展历史？

王德军：北京中电丰业技术开发有限公司在2007年成立，成立至今一直专注于水电解制氢加氢储能领域，是中关村国家高新技术企业。经历十年的发展，已形成拥有核心技术和广泛海内外资源渠道资产过亿的氢能源科技公司。

公司总部在北京总部基地，在燕郊国家高新区有两千平米的研发中心，在山东潍坊有10000多平米面积最大的水电解制备生产基地。目前拥有专业技术人员将近百人，本科以上学历占70%，有全资子公司山东海氢能源科技有限公司和河北中电丰业分公司。

公司经历了艰难的创业和品牌建设阶段，目前正处于全面规模扩张的初期。巩固传统工业市场，深挖国际资源，厚积核心技术，抢占氢能源应用先机，突破扩大国际市场，做国内领先国际一流水电解制氢品牌是团队矢志不移的三年目标。

02.第一元素：中电丰业核心技术、产品以及主要商业案例都有哪些？

王德军：北京中电丰业技术开发有限公司在水电解领域拥有20余项核心技术知识产权，产品专利涵盖了水电解制氢工艺核心部件电解槽以及辅助系统（BOP）的全产品技术。目前的业务聚焦在四个方面：制氢设备，氢储能，加氢站和氢源。

除了自己知识产权的制氢设备，中电丰业还是国际同业知名品牌美国德立台能源公司和法国阿海珐氢能公司的国内唯一合作方，为客户提供不同技术不同档次的氢能制备。

目前我们已经成功参与了200多个制氢加氢系统的设计生产安装调试和技术服务，有全规格全技术的水电解制氢产品，是国内首个500公斤现场制氢加氢一体站（山西大同）和首个兆瓦级PEM制氢储能项目（安徽）的主要设备供应商。

绿氢需求增长，PEM水电解是未来

03.第一元素：国内目前水电解设备以什么为主？中电丰业主要生产哪种水电解设备？

王德军：国内水电解市场设备以碱性水电解为主，市场份额占90%以上。中电丰业的产品包括碱性水电解设备和PEM水电解设备，为了适应市场，我们的产品以碱性水电解设备为主。

PEM水电解设备主要的生产方式有两种。第一种是代理纯进口的水电解系统；第二种是与国外知名PEM公司合作，国外公司提供水电解系统中的核心设备—电解槽，我们进行系统集成。

此外，随着国内水电解槽技术的不断进步，我们开始与国内相关机构进行合作。安徽制氢储能一体化项目中水电解制氢系统的PEM电解槽，采用了（中国科学院）自主研发的电解槽，中电丰业进行系统集成完成水电解制氢系统单元。

04.第一元素：电解水制氢设备的主要技术难点在哪里？水电解制氢经济性如何？

王德军：电解水制氢目前主要的难点是电解槽的膜、电极材料和催化剂等核心环节技术，在关键材料技术指标上国内产品的整体质量与国外有3-5年的差距。

国外碱性制氢的电流密度达到了1A/m2，国内还在努力完成稳定的0.4/m2的目标。PEM纯水电解的差距更大，目前国内尚未有制氢产能达到两位数的成熟的经过市场验证的工业级单体电解槽，国外单体电解槽制氢产能兆瓦级是主流，正在研发5MW的电解槽。

水电解制氢项目中电费是主要成本，占总成本的80%。经测算，水电解制氢项目盈亏平衡点的电价为0.3元/度，当电价水平低于0.3元/度时，大规模制氢项目完全可以采用水电解技术。

以目前内蒙火电和风光均0.28元/度的上网电价，只要有氢能应用和氢气消纳，就有经济意义。随着光伏发电成本的继续降低，制氢储能已经成为光伏企业的新风口。

05.第一元素：碱性水电解与PEM水电解谁优谁劣？

王德军：碱性水电解与PEM水电解各有优劣，适合于不同的场景，但从长远来看，PEM水电解会成为主流。

国内目前水电解主要是是碱性水电解，PEM水电解（业内通常称为纯水电解）目前在国内应用比较少。

碱性水电解设备的优点是设备成本相对PEM水电解设备较低。缺点是碱性水电解设备需在持续稳定的负荷工况下运行，不太适应间歇性电源。此外碱性水电解设备体积较大，电解槽重达几十吨。

PEM水电解是燃料电池的逆反应，它的优点是反应速度快、体积小、效率高，可随时调整负荷，能适应间歇性电源；缺点是设备成本相对较高。

虽然碱性水电解设备和PEM水电解设备一次性投入成本差距巨大（按制氢量计算，PEM水电解设备价格约5万元/ H2m3，碱性水电解设备价格约1万元/ H2m3），但在整个水电解项目周期中，影响利润的主要因素是电价和设备运行时长，而不是电解设备的一次性投入，设备的一次性投资比重占比不超过10%。未来随着绿氢需求的不断增加和技术创新材料成本的降低，PEM水电解将成为主流的电解制氢方式。

氢能是可再生能源发展的保障

06.第一元素：未来氢能的应用场景哪些会是重点?

王德军：我个人认为未来氢能应用的主要方向有氢储能、燃料电池交通、天然气掺氢和氢冶金及加氢化工应用。

首先是制氢储能。作为二次能源，氢能最大的应用将是制氢储能。发展氢能不仅可以达到脱碳减排的目的，而且能够提高可再生能源的比例替代化石能源直至成为主流能源。

随着可再生能源的快速发展，制氢氢储能将发挥重要作用，解决风电、光伏等可再生能源发电的不稳定性、难以消纳甚至帮助实现发电和电网的平衡及调峰调频等问题，可再生能源制氢储能将成为小场景分布式能源和大规模储能综合能源服务的一个重要手段。

当可再生能源发电量较小时，化学储能电池比较合适。但化学储能电池储存的能量和时长是有限的，随着可再生能源发电量逐渐增加，大量的剩余电力通过采用制氢储能是比较合适。

氢储能相较于化学储能一方面储存能量大，另一方面氢储能可跨月、跨季甚至跨年储存，这是化学储能所不具备的。氢能是可再生能源实现可持续性发展的重要保障。

目前我们除了帮助国内大型能源企业做制氢储能的方案和示范应用之外，也在中东，澳洲，南美开展类似的储能应用。提高产品档次建设适应国际市场的团队，成为国际制氢储能市场重量级的竞争者是我们的近期目标之一。

其次是氢燃料电池交通。氢能源交通是全球目前最火热投资最大的氢能源应用，不仅陆运汽车，包括航运航空轨道交通都有不少企业聚焦创造市场。在中国交通领域的火热，我认为主要是因为有上车补贴。

随着国家新的鼓励激励政策出台，各地政府和相关企业会调整方向和策略。不过不争的事实是，随着全球燃料电池交通的快速发展，氢气的需求将逐渐增加，成为氢能应用主要的行业之一。

在全球范围内因为氢能源交通而起的加氢站业务风起云涌，包括中国在内。五年之内，我国将有上千加氢站都是一个保守的预测。我们在大同帮助承建了国内第一个日加注量500公斤的现场制氢加氢站，已经运行1年多。

尽管也存在各种困难和问题，但现场制氢加氢的好处也显而易见：氢气随用随制，无需现场大量储存，运行风险低；氢气品质最好，对燃电友好；管道内杂质少，加氢设备日常维护量低。无需远程运输，降低运输风险；较外购氢价格便宜。存在的问题是氢站设计不合理和运行维护不到位，导致设备时用时停。

天然气掺氢：和目前的天然气及石油等一样，大体量和产用时空转换的氢能消纳和输送将成为未来氢能应用的主要形式之一，譬如局部区域巨量的光伏风电水电制氢将通过各种交通工具实现制氢用氢的地域转移，用专门的氢气管道或者在制氢产地掺氢加到现有天然气管网中，从而解决时间和空间的大体量能源的错位利用。

其中天然气掺氢最为被看好，欧洲的荷兰及北海地区正在计划和示范实施雄心勃勃的利用现有天然气和石油官网输送氢能。如果该技术成熟，我国西北东部及未来海上风电等的大量的风光电和西南川贵丰水期便宜的水电甚至核电等都有可能被充分利用，从而大幅度提高可再生能源的比例，加速实现化石能源的更替。只是因为好奇和兴趣，我们公司组织实习生翻译了美国能源部出版的可再生能源掺氢研究报告。

氢冶金：氢用于炼钢除可降低炼钢产生的碳排放之外，氢可以降低炼钢过程中的能耗。相对于焦炭，氢气更容易达到炼钢所需要的高温，因此叫“氢冶金”在欧洲叫“低碳钢”。炼钢需要消耗大量焦炭，因此会产生巨大排放，是全球范围内碳排放的元凶之一。

欧盟各国目前非常注重氢能在冶金中的应用，利用氢气在高温状况下比焦煤更有效的特性，把氢气作为燃料掺加到高温炼钢流程，从而生产低碳钢或者零碳钢。

正在规划制定的“低碳钢”标准，提出未来钢材如不满足欧盟“低碳钢”标准，将不允许进入欧盟市场。中国钢铁产能全球第一，未来极有可能因为“低碳钢”标准的限制，失去欧洲市场。

氢气在化工和传统工业领域的应用非常成熟，也是目前使用量最大最成熟的应用，譬如石油炼化冶金玻璃制造等以及各种工业工艺生产过程。

07.第一元素：到2030年、2050年氢能会发展到什么程度？发展过程中面临的困难主要有哪些？

王德军：国际权威的国际能源署给出了氢能中长期的能源消费占比，到2050年氢能将占全球能源消费的两位数的比例。

实现这个目标的可能性很大，其中一个重要的原因就是全球可再生能源的快速发展。当可再生能源成为了全球的主力能源，煤电成为了辅助能源，那么氢能的作用是巨大的，市场空间不可估量。

虽然氢能前景广阔，但面临的困难也很大，目前处在初级阶段。除目前众所周知的技术瓶颈、经济性以及安全性之外，氢能源规模化应用的最大困难是各个涉氢部门关系的协调。

作为能源形式，氢能源和政府，学术，资本，所有能源企业，各类使用单位和居民等等都有关系，政府需要安全，区域经济需要就业和创收，研发学术需要创新，资本需要概念，企业需要经济性，个人需要安全经济方便。

涉及到的层面众多，几乎涉及到社会中的每一个层面，发展过程中面临的各方面尤其是利益相关方的协调沟通相当难，这方面的难度比技术研发、安全管控等更大，需要非常强大的组织来规划推动。

欧洲相关国家、日本、韩国等众多国家已将氢能上升为国家战略，希望我国也能将氢能上升为国家战略，尽快发布氢能建设顶层设计，从而推动我国氢能快速发展。

推动绿氢认证

08.第一元素：随着未来氢能地位的不断提升，氢气是否会成为大宗商品？

王德军：我们与欧洲著名的氢能源咨询公司HINICIO公司建立了战略合作关系，能更早或者更深度地了解到国际氢能行业的情况。欧洲氢能经历了十几年的筹备和酝酿，目前正处在全面爆发的前夜。按欧洲人的说法是我们行动很慢，但是我们追求的是自然和准确。这很像我国道家的哲学。我曾经努力把静水流深翻译给欧洲人听，他们一脸茫然。

然而没有任何一个国家和地区比欧洲人更坚定地推崇绿氢而不是蓝氢灰氢。欧洲人执着地按照设定的2030，2050碳排放目标义无返顾地把氢能当成灵丹妙药！到了不顾及经济性的程度！当你问他们某个项目有经济性吗？他们会说我们要在2030年前脱碳，立即站在了道义的制高点。当我说我们公司也建了一个现场制氢加氢和制氢储能的应用，他们的第一个问题就是问氢源是绿色的吗。

受绿色电力认证的启发，欧盟联合各个国家和行业内标杆性企业正在推出绿氢认证标准，根据碳排放和温室气体的排放情况跟踪氢气生产过程，从而界定认证零碳氢还是低碳氢。该绿氢认证标准CertifHy，旨在建立一个强大的氢生产跟踪系统，自2014年开始讨论制定已经历时6年之多，HINICIO公司是主要的起草参与单位。

目前已经完成对水电解、氯碱电解和蒸汽甲烷重整（生物甲烷或碳捕获和封存）的认证，并在德国H2Mobility和英国综合交通管理局进行了第一笔商业交易，即发行和使用第一批绿色氢气。CertifHy将原产地保证（GO）“计划”和“系统”交由成员国处理，并已经开始在去年的全球能源部长会议上宣讲推广。

CertifHy开发了两个标签：“绿氢认证”和“低碳氢认证”，其最终目标是针对各种参数：生产技术、生产地点、使用的能源、获得的财政支持等，为氢生产建立一个可靠的碳足迹跟踪系统 。

各决策者、贸易商、非政府组织可以制定自己的标签（例如，限制支持的生产工厂、某些发电技术、温室气体排放阈值，或包括他们认为相关的其他标准，例如拥有当地资产等）。认证可以确保对任何预先确定的特征或特性进行可靠的跟踪，这些特征或特性涉及生产（从油井到闸门）、监管链（譬如在质量平衡要求的应用中）和使用（譬如与部门特定目标相关）。

去年12月份，标普全球宣布发布了第一个氢气价格评估产品，在其官网上出现了第一条氢价格信息。这意味着随着氢能产业在全球范围内的持续火热，氢气价格开始受到关注，氢气开始具备成为大宗商品的可能。

像燃油等级一样标签绿氢的品质， 使得未来氢气进行跨国跨区甚至企业交易的关键。有了标准，不同类型、品质的氢气就有了不同的定价，低碳的绿氢由于可以有助于相关部门完成脱碳指标，因此未来将会成为炙手可热的商品。我国体量巨大的风光水可再生能源产生的氢气将有世界市场空间。

欧盟、美国、日本以及韩国等国家目前正在积极进行绿氢标准制定，推动绿氢认证。如果我国不做绿氢认证，不制定标准，未来也许只能按照其他国家的标准来进行跨国交易。

因此，我呼吁我国应尽快制定绿氢标准，落实绿氢认证，我们的欧洲战略合作伙伴HINICIO能提供有效的技术支持。用一句老话：绿氢认证，功在当代利在千秋！虽然我国现在可再生能源和清洁能源还不是主力能源，但我们在国际上要一定要站得高看得远有绿氢声音，勿忘绿氢初心，方得脱碳始终。