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近日，我國(guó)神舟十二號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸，3名航天員安全出艙。至此，我國(guó)空間站階段首次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。氫能作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，在我國(guó)航天領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。
早在今年4月29日，我國(guó)空間站“天和”核心艙被長(zhǎng)征五號(hào)B型火箭送入太空，采用的就是自主研制的液氫、液氧發(fā)動(dòng)機(jī)。未來，我國(guó)為載人登月設(shè)計(jì)的長(zhǎng)征九號(hào)也將采用推力更大的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)?？梢哉f，液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)成為了我國(guó)新一代運(yùn)載火箭主要的發(fā)展方向。
氫氣具備來源廣泛、清潔高效和應(yīng)用場(chǎng)景豐富等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是21世紀(jì)的終極能源，發(fā)展氫能對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要的支撐作用。
然而我國(guó)氫能發(fā)展起步較晚，氫產(chǎn)業(yè)鏈制儲(chǔ)運(yùn)加等許多環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)仍掌握在美歐等西方國(guó)家手中，他們不但進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)封鎖，還以高價(jià)出售相關(guān)的技術(shù)設(shè)備，一定程度上制約了我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
其中就有法國(guó)網(wǎng)友妄言，長(zhǎng)征五號(hào)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)中的液態(tài)氫燃料全部依賴法國(guó)法液空公司制氫設(shè)備——“只要法國(guó)人停止供應(yīng)，中國(guó)空間站建設(shè)就得立刻暫?！?。這樣卡脖子的關(guān)鍵技術(shù)如果不能掌握在自己手中，我國(guó)航天以及氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展永遠(yuǎn)都會(huì)受制于人。
讓人振奮的是，近日，由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司六院101所（下稱“航天101所”）研制的我國(guó)首套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于氦膨脹制冷循環(huán)的氫液化系統(tǒng)調(diào)試成功，從而實(shí)現(xiàn)了液氫完全國(guó)產(chǎn)。
據(jù)了解，該套氫液化技術(shù)系統(tǒng)研制歷時(shí)400多天，包括透平膨脹機(jī)、控制系統(tǒng)、壓縮機(jī)、正仲氫轉(zhuǎn)化器等核心設(shè)備在內(nèi)的90%以上的設(shè)備完全采用國(guó)產(chǎn)，填補(bǔ)了我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液氫規(guī)?；a(chǎn)方面的空白。
氫能的使用主要包括氫氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸、應(yīng)用等方面，而決定氫能應(yīng)用關(guān)鍵的是安全高效的氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)?？梢哉f，該項(xiàng)研發(fā)的突破不僅在保障運(yùn)載火箭燃料供給方面有重要的戰(zhàn)略意義，同時(shí)為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)氫的規(guī)模化儲(chǔ)運(yùn)提供了自主可控的技術(shù)和裝備基礎(chǔ)，促進(jìn)氫氣成本的下降。
氫能屬于新興產(chǎn)業(yè)，也是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，每一項(xiàng)技術(shù)的突破都需要耗費(fèi)大量的人力、物力成本。國(guó)外公司不是慈善組織，想要獲得所謂的“先進(jìn)技術(shù)”必然要付出高昂的代價(jià)，這種代價(jià)最終都會(huì)轉(zhuǎn)嫁在每一克氫氣上，讓消費(fèi)者買單。
高成本是當(dāng)前氫能大規(guī)模推廣的主要難題。以加氫站建設(shè)為例，加氫站主要設(shè)施包括儲(chǔ)氫裝置、壓縮設(shè)備、加注設(shè)備和站控系統(tǒng)等，目前每座加氫站建設(shè)成本平均為1200萬-2000萬元，其中壓縮機(jī)成本最高，約占總成本的30%，需要大量進(jìn)口，其他環(huán)節(jié)大量進(jìn)口的設(shè)備也不在少數(shù)。值得注意的是，當(dāng)前氫氣壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化比例正在逐步提高，加氫站建設(shè)費(fèi)用已大幅下降。
再以氫燃料電池汽車為例，北京奧運(yùn)會(huì)之前，我國(guó)從德國(guó)采購(gòu)的3輛梅賽德斯-奔馳燃料電池客車每輛高達(dá)180萬美元，相當(dāng)于1490萬元人民幣，可謂天價(jià)，百公里氫耗費(fèi)用也是驚人。十多年后，每輛燃料電池公交車的費(fèi)用已經(jīng)降到了約200萬元，百公里氫耗只有6.7kg/100km，如果按照氫氣每公斤30元計(jì)算，百公里氫耗在200元左右，已經(jīng)低于燃油車運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。
氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展既是技術(shù)問題，也是經(jīng)濟(jì)問題。許多教訓(xùn)早已證明，只有走自主研發(fā)之路，自主掌握核心技術(shù)，再通過技術(shù)轉(zhuǎn)化進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，才能一勞永逸，從源頭降低氫氣成本，最終讓消費(fèi)者得到實(shí)惠，氫能應(yīng)用才能得到普及。
對(duì)此，一些科研院所已經(jīng)提前布局。以航天101所為例，截至目前，101所已基本完成我國(guó)商用市場(chǎng)兩個(gè)氫液化系統(tǒng)集成建設(shè)項(xiàng)目，也是目前我國(guó)商用市場(chǎng)僅有的兩個(gè)已調(diào)試成功的氫液化系統(tǒng)項(xiàng)目。此外，航天101所和國(guó)內(nèi)多個(gè)企業(yè)也有合作。2020年9月，搭載有航天101所研制的60kg車載液氫供氫系統(tǒng)的北汽福田32T液氫重卡正式發(fā)布，是我國(guó)也是全球首款液氫重卡。
事實(shí)再次證明，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技進(jìn)步是我國(guó)降低氫能成本的關(guān)鍵所在。隨著國(guó)家氫能相關(guān)扶持政策的出臺(tái)，氫能產(chǎn)業(yè)正在逐步進(jìn)入“科技研發(fā)-規(guī)?；?降低成本-開拓市場(chǎng)-科技研發(fā)”的良性循環(huán)模式，氫能社會(huì)到來的速度正在加快。
