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一個(gè)中國(guó)戰(zhàn)略科學(xué)家的演講醍醐灌頂:2.5萬(wàn)億,3000萬(wàn)人...氫能不是大騙局!
2019/05/29 20:00:28

最近,青年汽車(chē)集團(tuán)研制的“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)”火了,一時(shí)間,氫能再次走進(jìn)大家的視野。

人類(lèi)的發(fā)展正在消耗著大量以煤炭、石油、天然氣為主的不可再生化石能源,導(dǎo)致二氧化碳排放量激增,全球環(huán)境污染和溫室效應(yīng)日趨嚴(yán)重。尋找新的清潔能源迫在眉睫,以原子能、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、氫能等為主的綠色能源逐漸進(jìn)入人們的視野。

氫是宇宙中最常見(jiàn)的元素,地球表面72%都覆蓋著水,水是由氫與氧組成,氫可以通過(guò)化石能源或電解水制取,是可再生能源。氫氣是密度最小的氣體,并且極易燃燒,液態(tài)氫可以做火箭燃料。而逐漸成熟的氫燃料電池更是氫能利用的明星產(chǎn)品。

總之,氫能是低碳,甚至“零”碳排放,是未來(lái)人類(lèi)最理想的替代能源之一,近年來(lái)備受關(guān)注。我國(guó)2019年《政府工作報(bào)告》提出,“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)?!薄_@是氫作為能源首次寫(xiě)入我國(guó)《政府工作報(bào)告》,對(duì)氫能在國(guó)內(nèi)的推廣和應(yīng)用具有里程碑式的意義。

我國(guó)擁有龐大的制氫產(chǎn)能和應(yīng)用需求,發(fā)展氫能將對(duì)我國(guó)的能源安全和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生哪些深遠(yuǎn)的影響?未來(lái)“氫能社會(huì)”是怎樣的一幅全新景象?氫能將如何改變我們的生活?

演講 | 干勇

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)“中國(guó)經(jīng)濟(jì)大講堂”(ID:cctvzgjjdjt),原文首發(fā)于2019年5月17日,標(biāo)題為《【深度】氫能如何改變我們的未來(lái)?》,不代表瞭望智庫(kù)觀點(diǎn)。

一個(gè)中國(guó)戰(zhàn)略科學(xué)家的演講醍醐灌頂:2.5萬(wàn)億,3000萬(wàn)人...氫能不是大騙局!

干勇,中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)主任、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)。長(zhǎng)期從事國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究,以及新材料、冶金、現(xiàn)代鋼鐵流程技術(shù)研究,是我國(guó)著名的戰(zhàn)略科學(xué)家。

(以下為演講全部?jī)?nèi)容)

能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換和優(yōu)化有兩條路徑:第一個(gè)就是不可再生的化石能源一定要被可再生的綠色能源來(lái)替代;第二就是一個(gè)高碳向低碳過(guò)程的過(guò)渡。氫無(wú)疑是最好的一個(gè)元素,氫無(wú)毒、清潔、燃值高。古代人用木材來(lái)做能源,如果氫要和木材比的話,它的能量密度是木材的1000倍。后來(lái)人類(lèi)又用煤來(lái)做能源,氫是煤能量密度的6.8倍?,F(xiàn)在我們又用油和氣,氫是汽油的能量密度的3.3倍,是天然氣的3.4倍。所以氫的能量密度是最大的,最符合我們要選擇的一種清潔能源。

1 氫燃料電池有哪些顛覆式應(yīng)用?

目前氫能或氫能的利用,特別是氫能在燃料電池汽車(chē)上的應(yīng)用已經(jīng)非常熱。經(jīng)過(guò)一個(gè)小高潮期,氫燃料電池就是一個(gè)供電移動(dòng)式的發(fā)電機(jī),而且沒(méi)有熱循環(huán),它可以把工作效率提到90%,發(fā)電效率是非常高的。

氫怎么變成電?氫燃料電池恰恰它跟鍋爐、跟加熱沒(méi)關(guān)系,氫的發(fā)電機(jī)理沒(méi)有借助熱循環(huán),就是氫在含鉑的催化劑下放出兩個(gè)電子,這兩個(gè)電子就流走了,就形成了電流。氫燃料電池在交通領(lǐng)域里應(yīng)用的突破,我們應(yīng)該感謝這些汽車(chē)工作者,是他們鍥而不舍,在完成氫在汽車(chē)中的應(yīng)用過(guò)程中,做了大量的工作,最后使它工程化、商業(yè)化。

現(xiàn)在日本的豐田已經(jīng)向全世界供應(yīng)了數(shù)千輛的乘用車(chē)和商用車(chē),已經(jīng)在正式運(yùn)營(yíng)。像奔馳、寶馬、豐田、本田全世界的著名企業(yè)們都聯(lián)合成立了一個(gè)氫能委員會(huì),他們認(rèn)為二十一世紀(jì)人類(lèi)必須要進(jìn)入氫時(shí)代,所以2050年左右要防止地球溫度上升兩度,必須要在能源結(jié)構(gòu)中氫的比例要占到18%以上,這樣可以減少每年60億噸的二氧化碳的排放,而且氫本身供氫系統(tǒng)氫燃料電池的應(yīng)用,是一個(gè)大的產(chǎn)業(yè)鏈,可以形成一個(gè)很大的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,他們估計(jì)是2.5萬(wàn)億美元,到2050年可以形成這么大的一個(gè)氫產(chǎn)業(yè),還有三千萬(wàn)人可以就業(yè)。

氫除了在汽車(chē)上應(yīng)用以外,在深海潛水,在無(wú)人機(jī)中,只要是移動(dòng)器件需要?jiǎng)恿Φ牡胤剑瑲淙剂想姵囟伎梢杂蒙先?。高鐵大家都很熟悉,非常便利,但是它的致命弱點(diǎn)在電上。遇到什么自然災(zāi)害一旦斷電,如果這列火車(chē)停在沙漠上沒(méi)有儲(chǔ)備的能源,人就可能在那兒被曬死了。氫燃料電池就可以在列車(chē)上用,所以中車(chē)集團(tuán)說(shuō)要加入氫聯(lián)盟,要開(kāi)發(fā)氫的利用。

我們5G時(shí)代所有的基站,它的能源體系、供電系統(tǒng)也可以用氫能。還有就是在生活中分布式發(fā)電,實(shí)際上每家每戶(hù)可以放一個(gè)氫的燃料電池,可以把家庭里面加熱冷卻,所有的家用電器,包括汽車(chē)都可以解決。一個(gè)氫氣管道進(jìn)入家庭就可以供給所有需要的能源,而且非常方便。甚至當(dāng)外面沒(méi)電的時(shí)候,它還可以成為一個(gè)發(fā)電供電的來(lái)源,可以平衡整個(gè)電網(wǎng)。原來(lái)我們電網(wǎng)就是有波峰波谷,有了這個(gè)分布式的發(fā)電,實(shí)際上可以做一個(gè)很好的動(dòng)態(tài)的協(xié)調(diào)、調(diào)整,來(lái)提高我們的發(fā)電效率和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量。

氫能源做的燃料電池和鋰動(dòng)力電池比較,如果鋰動(dòng)力電池作為主動(dòng)力電源,在重載航空航天或者是大型的移動(dòng)器件上,它的續(xù)航里程不夠,它的能量密度也沒(méi)有氫燃料電池高,這個(gè)方面應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)不如氫燃料電池。因?yàn)闅涫瞧偷哪芰棵芏鹊娜兑陨?,所以以后的航空航天等大功率的運(yùn)輸工具用氫燃料電池是非常適合的。

2 氫能安全嗎?

既然氫能有這么多的優(yōu)點(diǎn),大家就會(huì)問(wèn),現(xiàn)在使用氫能危險(xiǎn)嗎?

實(shí)際上,氫能作為燃料總是有一定的危險(xiǎn)性,它燃燒起來(lái)以后的氣味沒(méi)毒。我們經(jīng)??吹匠霈F(xiàn)火災(zāi)爆炸的場(chǎng)景,人還沒(méi)有接觸到火,有毒的氣體已經(jīng)把人熏倒了,而氫不存在這個(gè)問(wèn)題。另外在燃料的爆炸性方面,氫的擴(kuò)散速度是汽油的12倍,它很快能擴(kuò)散開(kāi),可能一下子一股火上去,但是它不會(huì)引起其它更加嚴(yán)重的后果。在汽油和氫燃料汽車(chē)分別陷入燃料著火的條件下,氫燃料汽車(chē),氫一燃燒冒一股火上去,擴(kuò)散很快;而汽油車(chē)它沒(méi)有辦法,它只有燃燒,汽油來(lái)不及擴(kuò)散。最后汽油車(chē)全都燒得只剩骨架了,而氫燃料汽車(chē)沒(méi)有出現(xiàn)任何其它危險(xiǎn),也傷不了人。

所以實(shí)際上從安全性來(lái)說(shuō),氫燃料比汽油還稍微安全一些。我們以前也用氫,大家也接觸過(guò)氫,把氫作為還原劑的時(shí)候,用量小,沒(méi)有什么不安全。但是現(xiàn)在要把氫作為能源,要大量地應(yīng)用,進(jìn)入老百姓中間,老百姓就害怕了,這個(gè)氫可能要爆炸,氫氣球都爆炸了。比如說(shuō)有個(gè)地方以前建了個(gè)加氫站,現(xiàn)在這個(gè)地方不用了,這個(gè)加氫站要搬走,誰(shuí)也不敢動(dòng),也沒(méi)有地方敢批。七年了,這個(gè)加氫站也沒(méi)搬走,而要搬的地方政府不同意,而且誰(shuí)來(lái)審批也不知道。

實(shí)際上氫不是那么太危險(xiǎn),中國(guó)的管網(wǎng)運(yùn)氫大概也在400公里左右,以后管網(wǎng)要拉得很長(zhǎng)。在路上運(yùn)氫,以前我們到加氫站加氫,氫來(lái)以后不準(zhǔn)白天加,要半夜12點(diǎn)才允許加氫,都怕出現(xiàn)安全問(wèn)題。氫系統(tǒng)的建立就是要制定絕對(duì)安全的氫的運(yùn)行規(guī)則。當(dāng)然,它既然是燃料我們當(dāng)然要定規(guī)則,但是還是比較危險(xiǎn),特別是在開(kāi)始的推廣時(shí)期,要特別注意。

就像19世紀(jì)我們用氧一樣,開(kāi)始很危險(xiǎn)的,所有的規(guī)則定好以后,甚至晚上你枕一個(gè)氧氣枕頭,心里也不緊張。所以氫如果定好標(biāo)準(zhǔn),按照整個(gè)用氫規(guī)則來(lái)就沒(méi)有危險(xiǎn)。原來(lái)我們把它作為危險(xiǎn)化學(xué)品當(dāng)然也是有一定道理的,因?yàn)樗昧坎⒉欢?,人們并沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí),而且沒(méi)有制定系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。如果作為一個(gè)大能源,它實(shí)際上可以來(lái)重新制定使用規(guī)則,制定運(yùn)氫、加氫、儲(chǔ)氫、制氫的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)實(shí)際上就安全了。

一個(gè)中國(guó)戰(zhàn)略科學(xué)家的演講醍醐灌頂:2.5萬(wàn)億,3000萬(wàn)人...氫能不是大騙局!

現(xiàn)在看到的是日本氫燃料電池汽車(chē)在加氫站加氫的圖片,加氫站和加油站只有一墻之隔,這邊是加油站,這邊是加氫站,一輛本田車(chē)正在加氫,后面就是社區(qū),沒(méi)有什么說(shuō)很危險(xiǎn)性。

3 氫能是霧霾終結(jié)者嗎?

霧霾問(wèn)題,我覺(jué)得是當(dāng)前一個(gè)很重要的問(wèn)題。

現(xiàn)有柴油車(chē)在所有的汽車(chē)的保有量里面只占9.4%,但是在霧霾這個(gè)問(wèn)題上,柴油車(chē)的貢獻(xiàn)率很大。我們說(shuō)整個(gè)霧霾問(wèn)題是由于汽車(chē)的尾氣排放造成的,它的貢獻(xiàn)率一般在29%到45%,三分之一左右是它造成的。這三分之一中,柴油車(chē)大概占了70%,絕大部分的微粒都是柴油車(chē)排放的,它對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)是很大的,這個(gè)問(wèn)題必須要解決,所以它是造成霧霾的一個(gè)主要原因。特別是中國(guó)的港口柴油車(chē)非常集中,唐山地區(qū)的物流量非常大,是一個(gè)重化工區(qū),一個(gè)城市有一億噸鋼以上的產(chǎn)能,超過(guò)好幾個(gè)國(guó)家的總和 。一噸鋼大概造成了物流量是五噸到六噸左右,那么它最方便的是什么?用重型卡車(chē)來(lái)運(yùn)輸從港口到鋼廠,唐山大概200多萬(wàn)輛車(chē)?yán)锩?,有將?0萬(wàn)輛的柴油車(chē),排放量很大,污染很?chē)?yán)重。所以我們覺(jué)得在這個(gè)地方,要實(shí)行柴改氫將會(huì)有效地減輕京津冀一帶霧霾形成的壓力。

從氫燃料電池本身的特點(diǎn)來(lái)看,它適合于重載遠(yuǎn)距離續(xù)航,所以在港口來(lái)回跑六百到一千公里沒(méi)有問(wèn)題,重載也沒(méi)有問(wèn)題。

柴油車(chē)比較密集的港口容易布局加氫站,而且我國(guó)國(guó)內(nèi)港口在物流集散地上,都是重化工地區(qū),工業(yè)副產(chǎn)氫也是很豐富的。港口也離海邊很近,海上的運(yùn)輸、以后的氫燃料的來(lái)源也很容易。所以我覺(jué)得這樣的話,它是可以在港口先解決這個(gè)氫,以環(huán)境來(lái)驅(qū)動(dòng)氫能和氫燃料發(fā)展。所以“柴改氫”,它這種說(shuō)法只是代表了我們一種技術(shù)路線的方向。每一個(gè)鋼廠都有它的汽車(chē)管理隊(duì),比如河北鋼鐵它有兩萬(wàn)多輛汽車(chē)統(tǒng)一加氫,加氫站的布局非常容易,要沿著乘用車(chē)的路去布局,先從港口的柴油車(chē)啟動(dòng),這是非常有現(xiàn)實(shí)意義的。

大量地、密集地使用氫,加氫站的建設(shè)規(guī)模就可以大?,F(xiàn)在我們搞兩百公斤,每天300公斤、500公斤的加氫站效率很低。因?yàn)榧佣嗔藳](méi)用,搞一噸、兩噸的沒(méi)有那么多車(chē)來(lái)加,它很分散。但是在港口不一樣,我的加氫站每天可以到三噸,可以到五噸,加氫站的效率就很高,可以降低加氫站的成本,而增加加氫站的工作效率。

氫燃料車(chē)重卡用氫的成本每公斤達(dá)到40塊錢(qián)左右,和柴油車(chē)的成本相當(dāng),能夠進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)行,而不是一直賠錢(qián)賠下去,國(guó)家補(bǔ)貼下去。氫燃料電池汽車(chē),氫的成本每公斤65—70塊錢(qián),國(guó)家還得每公斤補(bǔ)20塊錢(qián)才能夠運(yùn)行,不能這樣老補(bǔ)貼下去。制氫、運(yùn)到加氫站的目標(biāo)成本大概在每公斤22塊錢(qián)左右,是可以接受的,所以說(shuō)為什么“柴改氫”要在港口上的重卡上先進(jìn)行,我覺(jué)得意義就在這個(gè)地方。

唐山到2019年12月31號(hào)從港口到鋼廠公路要改成鐵路,但是,光是公路改鐵路解決不了最終問(wèn)題,最好輔助以“柴改氫”,就是柴油車(chē)用氫燃料汽車(chē)來(lái)代替它。如果這樣走通了的話,實(shí)際上我們?cè)诟劭诔鞘卸伎梢允痉丁H绻F(xiàn)在我們?cè)诰┙蚣降貐^(qū)先建立氫能的利用體系,那2030年不到,就可以在很短的時(shí)間之內(nèi)把京津冀的霧霾問(wèn)題部分解決掉,或者是根本解決掉,一些粉塵問(wèn)題可以解決,二氧化碳溫室氣體可以大量減少。

截至2018年底,全球正在運(yùn)營(yíng)的加氫站超過(guò)了400座,全球燃料電池乘用車(chē)銷(xiāo)售累計(jì)近6000輛。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都把氫能源的發(fā)展利用放到國(guó)家能源安全的戰(zhàn)略高度。2017年至今,我國(guó)在氫能和燃料電池領(lǐng)域的計(jì)劃投資約2000億元,全國(guó)各地已規(guī)劃建設(shè)加氫站約60座。生產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)約200多輛。據(jù)《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》預(yù)測(cè),到2030年,氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破1萬(wàn)億元;加氫站數(shù)量達(dá)到1000座,燃料電池車(chē)輛保有量達(dá)到200萬(wàn)輛。我們同世界發(fā)達(dá)國(guó)家在氫能源的開(kāi)發(fā)利用上還有一定的差距。我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著怎樣的布局?又面臨哪些挑戰(zhàn)呢?

4 氫能離我們還遠(yuǎn)嗎?

①世界氫能發(fā)展現(xiàn)狀如何?

歐盟把氫能源的發(fā)展作為了一個(gè)主體計(jì)劃,2017年他們啟動(dòng)了氫動(dòng)力汽車(chē)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的計(jì)劃項(xiàng)目。2019年歐洲又發(fā)布了氫燃料電池發(fā)展的技術(shù)路線圖。

2015年,美國(guó)在燃料電池和氫能源技術(shù)的發(fā)展報(bào)告里面提出,大力投資發(fā)展與先進(jìn)氫能和燃料電池技術(shù)相關(guān)的發(fā)展計(jì)劃,所以現(xiàn)在美國(guó)的35個(gè)州的加氫站開(kāi)始運(yùn)行了。

特別是加州,加州的推廣很有意思,美國(guó)加州在2018年就有將近37座加氫站。因?yàn)榧又菔且粋€(gè)長(zhǎng)條形的,它在公路上布局得非常合理。當(dāng)時(shí)加州的州長(zhǎng)叫施瓦辛格,是一個(gè)演員,但是他對(duì)于氫能作為能源的作用非常敏感。每一批豐田的乘用車(chē)的訂貨銷(xiāo)售里面,他就要求加一定比例配額的新能源汽車(chē),而且提出要有氫燃料汽車(chē)。他說(shuō)你把計(jì)劃做好,你每年供我多少,我根據(jù)氫燃料汽車(chē)的數(shù)量我來(lái)配備加氫站,這非常有戰(zhàn)略眼光。所以,目前加州在氫能汽車(chē)的示范應(yīng)用中走到前面,加氫站的布局也非常合理,作出了示范樣板。到2019年,美國(guó)動(dòng)用了3100萬(wàn)左右美元來(lái)進(jìn)行整個(gè)推進(jìn)氫規(guī)?;瘧?yīng)用的計(jì)劃。

當(dāng)然我認(rèn)為值得一提的是日本,豐田這些年來(lái)沒(méi)有停止氫燃料電池的研發(fā),氫燃料電池在交通上的工程化應(yīng)用,他們作出了很大貢獻(xiàn)。當(dāng)然他們也申請(qǐng)了上萬(wàn)個(gè)專(zhuān)利,他們也不是說(shuō)把所有的專(zhuān)利都封鎖,因?yàn)闅鋵?duì)全人類(lèi)都有好處。日本政府首先把氫能發(fā)展作為國(guó)家戰(zhàn)略,制定了“三步走”的一個(gè)戰(zhàn)略,到2025年它要擴(kuò)大氫的使用范圍,大概整個(gè)裝置氫能的發(fā)電裝置要到140萬(wàn)臺(tái),家庭的分布式的發(fā)電要到560萬(wàn)臺(tái),相當(dāng)于十分之一的日本家庭戶(hù)數(shù)。到2030年它要全面建立氫能的供應(yīng)系統(tǒng),到2040年它確定要實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放的供氫系統(tǒng)這么一個(gè)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行。當(dāng)然這里面主要是在煤制氫或者是化石能源制氫中要把二氧化碳進(jìn)行捕集、封存或者利用才能達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。

韓國(guó)現(xiàn)在也開(kāi)始了氫燃料電池和氫能源的開(kāi)發(fā),大概2020年計(jì)劃建立80座加氫站。

②我國(guó)氫能發(fā)展有何優(yōu)勢(shì)?

首先,國(guó)家高度重視氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。早在2006年,實(shí)際上國(guó)家中長(zhǎng)期的科學(xué)發(fā)展綱要里面就對(duì)氫能和氫燃料電池進(jìn)行了規(guī)劃。在后來(lái)中國(guó)制造2025國(guó)家節(jié)能與新能源汽車(chē)路線圖上也把氫能源和燃料電池汽車(chē)作為了一個(gè)發(fā)展的主要方向。2016年國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030)》,里面也包括了氫能和燃料電池應(yīng)用。我國(guó)2019年《政府工作報(bào)告》提出,“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)?!碑?dāng)前整個(gè)氫能和氫燃料電池汽車(chē)的應(yīng)用掀起了高潮,現(xiàn)在看來(lái),在北京、上海、天津,包括湖北、重慶、浙江、廣東都開(kāi)始了汽車(chē)氫燃料電池的研發(fā)和商業(yè)化的試運(yùn)行。

實(shí)際上,中國(guó)制氫的工業(yè)基礎(chǔ)還是很雄厚的,制氫能力在全世界也是排在最前面的。

在氫還沒(méi)有作為重要能源的時(shí)候,它作為催化劑、作為還原劑大量應(yīng)用,比如合成氨煉油加氫,我們大概有每年2500萬(wàn)噸的氫的產(chǎn)能,產(chǎn)量也在2000萬(wàn)噸以上,這在全世界是排第一的。這里邊有97%的氫氣來(lái)自于化石能源,煤氣化制氫1000萬(wàn)噸以上,天然氣制氫大概在300萬(wàn)噸以上,工業(yè)副產(chǎn)氫大概在800萬(wàn)噸以上,包括電解水制氫也在100萬(wàn)噸左右。當(dāng)然,我們工業(yè)副產(chǎn)氫現(xiàn)在可以達(dá)到99.999%的純度的氫氣,我國(guó)未來(lái)開(kāi)發(fā)氫氣潛力巨大,市場(chǎng)巨大,我們的商業(yè)用車(chē)、港口用的卡車(chē)、物流車(chē),只要我們要用的乘用車(chē),數(shù)量加起來(lái)都是很大的。

③多地競(jìng)相發(fā)展氫能源

我國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)行區(qū)域布局,現(xiàn)在已經(jīng)有20個(gè)省市正在做氫能的發(fā)展規(guī)劃和氫燃料汽車(chē)的發(fā)展規(guī)劃,而且已經(jīng)形成了6個(gè)地區(qū),華東、華中、華南、華北、東北、西南六個(gè)氫能和氫燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)群,涌現(xiàn)出像上海、如皋、佛山、張家口、武漢等有代表性的一些城市。我們知道上海汽車(chē)集團(tuán)在氫燃料電池汽車(chē)方面,首先推出包括乘用車(chē)、輕型貨車(chē)等等,而且它110千瓦的氫燃料電池的電堆技術(shù)比較成熟。

另外就是廣東的佛山,有一個(gè)人物叫許國(guó),是副市長(zhǎng),我們叫他氫能源市長(zhǎng),非常重視氫能源發(fā)展,把它作為未來(lái)的一個(gè)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。他在佛山云浮建立了一個(gè)氫能氫燃料汽車(chē)示范區(qū),已經(jīng)有四座加氫站在運(yùn)行,而且2019年還有若干座要投產(chǎn),包括三個(gè)基地在這兒建設(shè),一個(gè)佛山的高明,包括佛山的云浮和廣東新能源汽車(chē)的基地,也包括佛山南海。他建立了三個(gè)基地。

張家口是國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)冬季奧運(yùn)會(huì)上可再生能源的示范區(qū),在19個(gè)縣區(qū)全面布局加氫站,在冬奧會(huì)上全部都用氫燃料汽車(chē)。而且中國(guó)首條自動(dòng)化氫燃料電池的發(fā)動(dòng)機(jī)大批量地應(yīng)用在這兒要正式投產(chǎn)。

當(dāng)然還有江蘇的如皋,那是聯(lián)合國(guó)作為一個(gè)氫能源發(fā)展的示范城市,如皋現(xiàn)在有兩條30千瓦的電堆生產(chǎn)線。氫燃料電池要求到“十三五”期末到數(shù)十萬(wàn)輛的規(guī)模,產(chǎn)值要超過(guò)千億元。

還有一個(gè)就是山東,提出了建立“氫谷”的概念,這是省委、省政府的一個(gè)全面號(hào)召,而且制定了一個(gè)總體規(guī)劃。為什么呢?

第一它電解鋁全國(guó)第一,產(chǎn)生的副產(chǎn)氫多;

第二它的焦炭有4400萬(wàn)噸,每噸焦炭有400立方米的焦?fàn)t煤氣,含純氫是55%,另外它的氯堿工業(yè)發(fā)達(dá)工業(yè)副產(chǎn)氫是很不錯(cuò)的,它們煤制氫的能力很強(qiáng);

第三它的高速公路是掌握在一家國(guó)有企業(yè)手里,高速公路上有120個(gè)服務(wù)站可以布局,在這兒很容易布局加氫站來(lái)形成示范;

另外它是一個(gè)大的區(qū)域體系,離山西也很近,管網(wǎng)運(yùn)氫這種設(shè)想可能實(shí)現(xiàn)。

它海岸線很長(zhǎng),海上的風(fēng)機(jī)發(fā)電能力可以用來(lái)制氫,而且最重要的是,在山東出現(xiàn)了一個(gè)對(duì)氫著迷的人物——譚旭光董事長(zhǎng),他現(xiàn)在是山東重工集團(tuán)、中國(guó)重型汽車(chē)集團(tuán)的董事長(zhǎng)。他很多年前就意識(shí)到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以后可能要被氫發(fā)動(dòng)機(jī)代替,他要啟動(dòng)氫能發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。所以這些年他幾乎就在國(guó)外,悄悄地在收購(gòu)巴拉德的股份,后來(lái)他占了巴拉德19.9%的股份,成為相對(duì)的第一大股東。他利用加拿大巴拉德的燃料電池的技術(shù),想很快地把它的氫能和氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)搞起來(lái),現(xiàn)在看來(lái)正在進(jìn)行而且決心很大,他準(zhǔn)備投500個(gè)億來(lái)做這個(gè)研發(fā)平臺(tái)。

目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊,但要實(shí)現(xiàn)快速健康發(fā)展需要改變氫能生產(chǎn)主要依賴(lài)化石能源、清潔能源制氫和氫作為能源利用規(guī)模還比較小的現(xiàn)狀。攻克質(zhì)子交換膜組、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳感器等氫核心產(chǎn)品技術(shù)難點(diǎn),并且要解決氫氣輸送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不成熟,商用化應(yīng)用不足等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。我們?cè)撊绾卫矛F(xiàn)有條件降低制氫成本?如何推進(jìn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和商業(yè)化步伐?干勇院士對(duì)我國(guó)氫能發(fā)展利用又有怎樣的真知灼見(jiàn)?

5 我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)如何突破?

①推進(jìn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,布局氫能產(chǎn)業(yè)示范區(qū)

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)氫燃料電池上得還是多了一點(diǎn)、快了一點(diǎn),在氫能的利用上千萬(wàn)不能先車(chē)后氫,至少是車(chē)和氫要同步。我們認(rèn)為應(yīng)該氫體系先行,叫"兵馬未動(dòng)糧草先行",對(duì)于燃料電池和燃料電池汽車(chē)可以說(shuō)有力地推動(dòng),否則欲速則不達(dá)。

因?yàn)闅淠墚a(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),它橫跨能源、化工諸多領(lǐng)域,氫體系也很復(fù)雜,所以推進(jìn)氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,要以企業(yè)為主體,也得有資本為紐帶,集中國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位把團(tuán)隊(duì)力量搞強(qiáng),然后把氫體系全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)劃拿出來(lái)。在氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展中,氫能供應(yīng)體系要先行,來(lái)有序發(fā)展。當(dāng)然我們希望最好是根據(jù)每個(gè)區(qū)域它的特色,它的能源稟賦,它的環(huán)境條件,它的技術(shù)能力來(lái)規(guī)范每個(gè)地區(qū)的氫能和它的發(fā)展方向、發(fā)展規(guī)劃。粵港澳大灣區(qū)我們認(rèn)為可以建議它做一個(gè)加氫的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)基地;長(zhǎng)三角它是可以把氫能源燃料電池和管網(wǎng)的建設(shè)同時(shí)啟動(dòng)起來(lái),以技術(shù)和環(huán)境為驅(qū)動(dòng),形成一個(gè)綜合性的、輻射長(zhǎng)江流域的氫走廊;海南的地域很有意思,它是可以封閉的,它有環(huán)島高速公路,它已經(jīng)定出它的規(guī)劃,2030年以后是不準(zhǔn)燃油車(chē)上島,它要保持它的整個(gè)藍(lán)天白云環(huán)保的優(yōu)勢(shì),這時(shí)候它可以布局,氫燃料汽車(chē)在它的環(huán)島公路上加氫站的布局,所以它可以制定這樣應(yīng)用的戰(zhàn)略。

山西是一個(gè)能源輸出大省,它每年有六億噸煤要輸出來(lái),它非常希望以后輸出的不是煤而是清潔能源,所以要是在山西搞煤制氫,山西省煤制氫輸出氫氣向周?chē)鞘翘亮?。但是有一個(gè)重要技術(shù)要突破,就是在化石能源制氫過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳的捕集、收集和利用。如果這個(gè)問(wèn)題能解決,這個(gè)技術(shù)能突破,將在全世界作出一個(gè)非常好的示范,這個(gè)技術(shù)人類(lèi)早晚是要把它攻破下來(lái)的。

像云南,水資源豐富,有色資源的廢礦區(qū)很多,所以最近德國(guó)人來(lái)了,說(shuō)這兒好啊,銅礦、錫礦等數(shù)千座礦山的廢礦在那兒,制氫以后,就可以把氫儲(chǔ)在這兒。你水電很豐富,每年棄水三百億度電的水棄掉了,用這個(gè)電來(lái)制氫,作為儲(chǔ)能把它儲(chǔ)到哪兒了??jī)?chǔ)到廢礦井里面,成本很低。

②建立氫能?chē)?guó)家重大專(zhuān)項(xiàng),開(kāi)創(chuàng)氫能重卡時(shí)代

我們建議設(shè)立國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)來(lái)解決產(chǎn)業(yè)鏈中的重大技術(shù)裝備和工程問(wèn)題,像液態(tài)儲(chǔ)罐70兆帕儲(chǔ)罐的氫氣管網(wǎng)和大規(guī)模制氫的技術(shù),包括區(qū)域內(nèi)制氫,這些三大技術(shù)體系的一些重要的技術(shù)問(wèn)題,還有一些材料裝備。重型柴油車(chē)密集的港口在中國(guó)有很多,從張家港、黃驊港、連云港到青島港都是重化工聚集地區(qū)。唐山港一億多噸鋼,黃驊港、邯鄲地區(qū)也是五六千萬(wàn)噸鋼,到山東的臨沂這是最大的物流基地,柴油車(chē)密集。我們提出來(lái)一個(gè)中國(guó)在發(fā)展氫能和氫燃料電池汽車(chē)的技術(shù)路線,我們認(rèn)為應(yīng)該開(kāi)創(chuàng)氫能的重卡時(shí)代,提出這么一個(gè)口號(hào)來(lái)帶動(dòng)氫能和氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展,優(yōu)先發(fā)展氫能的商用物流車(chē)。

現(xiàn)在國(guó)際上,豐田、尼古拉和現(xiàn)代在重卡汽車(chē)上已經(jīng)開(kāi)始突破。國(guó)內(nèi)山東濰柴也把目標(biāo)集中在重卡和大功率的氫燃料電池上,它準(zhǔn)備搞200千瓦的氫燃料電池,而且在海南咱們都見(jiàn)證了它和神華集團(tuán)簽訂了350噸的重型礦車(chē)的氫燃料電池的戰(zhàn)略性框架協(xié)議。

咱們看看我們的主要港口,從唐山港、天津港、大連港、青島港、上海港等,2019年1月份,就一個(gè)月,它的貨物運(yùn)輸量巨大,由5000萬(wàn)噸到9000多萬(wàn)噸。如果按照60%的公路運(yùn)輸比例來(lái)看,那么整個(gè)重量估算是2.36億噸,集裝箱800萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱。如果是每車(chē)運(yùn)輸30噸的重卡,運(yùn)距1000公里,單車(chē)消耗柴油250公斤,那么這樣一看,要達(dá)到1600萬(wàn)次,要把這些貨物運(yùn)完消耗柴油要到400萬(wàn)噸。400萬(wàn)噸這個(gè)排放可是不得了,折算氫氣每個(gè)月240萬(wàn)噸,所以按照100公里15公斤的重卡消耗的氫,消耗的氫氣量3000萬(wàn)噸,很不得了。3000萬(wàn)噸的氫上來(lái)以后,我們要減排近4億噸左右的二氧化碳。所以在物流密集的港口地區(qū)我們一定要首先啟動(dòng)氫系統(tǒng)的建立和重卡氫燃料車(chē)的試運(yùn)行。

③充分利用廢棄電力,降低制氫成本

我們國(guó)家確實(shí)在可再生能源上下了大工夫,風(fēng)電、光伏電池、水電、生物質(zhì)能源,包括核電我們發(fā)展都很快。特別是風(fēng)電和光伏電池,就僅這兩樣,目前已經(jīng)建成了全世界幾乎接近一半的裝機(jī)容量。

中國(guó)每個(gè)小時(shí)有兩千個(gè)太陽(yáng)板在建設(shè)安裝,每個(gè)小時(shí)有兩個(gè)風(fēng)機(jī)在建設(shè),速度很快。但是棄風(fēng)、棄水、棄光的現(xiàn)象很?chē)?yán)重,為什么呢?可再生能源風(fēng)電、光電不穩(wěn)定,所以很多地方建了風(fēng)電、光伏沒(méi)有全部利用。另外上國(guó)家電網(wǎng)困難,我們大概每年有1000億度電是棄掉了的,這一部分是作為制氫的電源是非常有利的,成本低,它這個(gè)電是多余的,我們撿回來(lái)的。它還可以生成大量的氫氣,大概每年有224億立方米可以利用。

在國(guó)家制定整個(gè)氫能發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略中要利用好現(xiàn)在棄光、棄風(fēng)、棄水這1000億度電 。包括優(yōu)先利用工業(yè)副產(chǎn)氫,工業(yè)副產(chǎn)氫有多少?1000萬(wàn)噸。這兩個(gè)“1000”我們要用好。比如說(shuō)吉林的白城,它要建3000萬(wàn)千瓦的風(fēng)電、風(fēng)能和光伏電能,我們就可以給它制定一些以氫能為載體的新能源開(kāi)發(fā)的技術(shù)路線,制氫技術(shù)采用一種堿性電解水的工藝,最后它的成本到氫的時(shí)候含稅價(jià)大概也就在18—20元左右每公斤,這樣供給加氫站,這就可能有一定的利潤(rùn)了,可以有商業(yè)運(yùn)作的模式進(jìn)行了,而且還有進(jìn)一步降低成本的空間。所以在密集的港口地區(qū)從物流或重卡起步以建氫能體系為基礎(chǔ),解決當(dāng)前的霧霾或環(huán)境緊迫問(wèn)題,我認(rèn)為當(dāng)前比較好的一個(gè)發(fā)展路線。當(dāng)然氫燃料電池研發(fā)我們也是支持的,但是你必須要具備相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力,而且有持續(xù)的研發(fā)能力,要趕上國(guó)外的氫燃料電池的水平,要把功率提上去,要把運(yùn)行質(zhì)量提上去,成本降下來(lái)。

中國(guó)是一個(gè)工業(yè)化進(jìn)程速度非??斓膰?guó)家,建立高效的合理的氫能源體系,促進(jìn)可再生能源的利用,改善人類(lèi)的居住環(huán)境和提高生活質(zhì)量對(duì)我們尤其重要。

我們利用氫系統(tǒng)以后我們的電網(wǎng)會(huì)更加智能,更加高效,更加合理,更加節(jié)能。以推動(dòng)氫能重卡時(shí)代為代表,來(lái)把我們的氫能和氫燃料電池的事業(yè)、產(chǎn)業(yè)往前發(fā)展推進(jìn),這是一個(gè)比較好的路線。支撐我們制造強(qiáng)國(guó)建設(shè),人類(lèi)在二十一世紀(jì)肯定要進(jìn)入氫社會(huì)和氫時(shí)代,我覺(jué)得有信心來(lái)完成歷史交給我們這一代人的任務(wù),把氫能的發(fā)展、氫能源的利用這個(gè)歷史任務(wù)圓滿完成!

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