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NPO日中氢能协会

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2019年 06月 24日 ( 1 )

《车友报》氢,你要去哪儿?答案来了!

宫崟銮 整理,胡庆明 图,何翔任 统筹

01
终极能源这样一个提法是不是合适?
中国工程院院士、中国工程院原副院长杜祥琬

我看到不止一个媒体,用了一个提法,氢能是人类的终极能源。
终极能源是什么意思呢?人类最终依靠的能源就是终极能源。那么,人类最终是不是就靠氢能,人类终极能源就是氢?
氢是二次能源,氢要用一次能源制出来。我们只靠氢没有东西来制,这不可能,要靠一次能源来产生。
我们什么都不靠了,只靠氢,这可能吗?
日本提了“氢能社会”这样的概念,媒体用了一个醒目的标题叫《日本吹响氢能集结号》,给了一个定义解释什么叫氢能社会,指的以氢为主要能源的经济社会。
如果以氢能为主的经济社会,把它叫做氢能社会不过分。但是有这样一个社会吗?以氢为主要能源的经济社会,如果指的一次能源,氢不可能,本身是二次能源。如果指的是二次能源,那么二次能源还有电,我们再把氢变成电,还需要这样做吗?此外还有热能。
氢成为二次能源一个非常重要的部分,但是我们会有一个二次能源都用氢这样一个社会吗?尽管日本提了很权威的说法,引用的媒体还很多,发表的看法对不对,供大家讨论、指正。
有没有终极能源呢?我认为还真的有。终极能源离不开氢,但并不是现在我们目前讲的氢分子(H2),而是氢原子,就是氢核聚变。如何实现地球上的可控氢核聚变,人类一直在试图突破这个问题。氢弹实现了爆炸式的氢核聚变,如何实现非爆炸式的、可控的核聚变,目前还没有取得突破性的进展。
说一句话,离开一次能源,氢能变成无源之水,无根之木,我们与其空喊氢能社会,不如扎扎实实发展好用于燃料动力的氢。

02
发展氢能恰逢其时,中国石化有得天独厚的优势
中国工程院院士、中国石化集团原党组成员副总经理曹耀峰

我们国家氢能日益受到重视,对于国有大型骨干能源企业来说,需要怎么做呢?我觉得应该是适应这种形势,主动作为。
一是积极地支持和参与国家新能源发展战略,抓住氢能汽车产业加速推进的历史机遇,加快布局氢能源产业,推动能源产业高质量发展。
二是要抓紧关键技术攻关和配套技术的研发,尽快突破发展技术瓶颈,支撑产业迈向中高端。就是要加强氢能产业人才的培养,来掌握未来主动权。
能源企业搞氢能还是有近水楼台,得天独厚的优势。
中国石化具备强大的制氢能力。成熟的能源安全管理的经验,特别是全面的网络站点体系,这是三大优势。
首先是制氢能力,公司今年生产的氢气和使用氢气已经达到250万吨,占中国氢气总产量10%,占全球的4%。
第二,中石化有丰富的安全管理经验基础,完善的危化品安全制度体系和保障措施。国家一方面在谋划加速推进氢能的发展,另外一方面也高度重视防止出现安全隐患,把安全摆在第一。
最重要的是中石化具有发展氢能的网络站点体系,诸多地方也在氢能发展规划中,把利用好现有网络节约土地资源和水电基础设施作为先决条件。中国石化是国内拥有加油站最多的企业,三万余座加油站遍布全国,可以构建国内最大的加氢网络,不仅能建立在氢能产业市场的独特竞争优势,而且能对我国氢能汽车产业加快发展起到巨大的引领推动作用。

03
氢能是新能源大规模发展的最好伙伴之一
国家能源局信息中心主任何勇健

狭义的可再生能源以风能、太阳能为代表,近几年发展成绩喜人。到去年底,我国风电装机容量1.8亿千瓦,太阳能装机容量1.7亿千瓦,分别占总装机电量的10%和9%,发展速度很快。但也出现了很严重的弃风弃光问题,2010年以来8年时间弃风弃光电量最高超过500亿千瓦时,在新疆、甘肃地区,弃风弃光情况尤为严重。其中,风力发电中弃风在三北地区占比超过99%。光伏发电中弃光70亿千瓦时,平均弃光率达到20%,主要也位于西北地区。
目前的可再生能源发展,清洁、低碳是趋势。我国对国际承诺2030年能源消费中非化石能源比重占到20%以上。到2050年,非化石能源占到能源消费一半左右,至少到40%。
这么多的非化石能源由谁来提供呢?一般四大类,核能、风能、水能、太阳能,核电有天花板,所以不会搞的太多,因此未来可再生能源必须靠风和光。
成本问题在未来不是主要矛盾,但在现在是一个焦点。大家知道新能源优点很多:低碳环保,资源取之不尽,用之不竭,但是同样问题也很突出。主要有四大弊端,第一,产能不稳定,第二,成本比较高,第三,能量密度比较低,用起来非常不方便。第四,可再生能源资源多的地区和主要消费地区之间存在错位,想要利用这些能源需要大规模的输送。其中成本问题目前来看矛盾很大。但放在未来5-8年来看,这个矛盾或许可以缓解甚至解决。到2030年风光成本会大幅下跌,那个时候风电比火电还要便宜,包括未来光伏也很便宜。
低密度、不稳定、逆向分布在未来可以靠氢气来进行解决。氢气由于其储能时间长、能量密度大、便于运输的特性,可以成为可再生能源存储、运输的优秀载体。
氢气有丰富的应用场景,我们所有的能源应用场景氢气都能发挥作用,包括发电、运输、交通、建筑和作为工业原料。这是一个非常了不起的特性,身边所有的二次能源只有氢有这个特点,而且具有这样应用的技术。
氢能是新能源大规模发展的最好伙伴之一,氢能作为一个介质和纽带,能将低密度不稳定的可再生能源,和终端瞬息万变的能量需求有机的结合起来,实现可再生能源大规模的开发利用,覆盖整个社会。

04
跨国氢能源产业生态正在形成
北京清洁燃料协会会长、北京邮电大学张永泽教授

在世界范围内能源转型与革命背景下,近年来,清洁能源与燃料电池产业发展迅猛,成为全球性趋势。
第一,产业生态攸关氢能源产业成败。前一段时间,丰田开放专利技术,是吸取混动汽车的教训,尽管全世界已有很好的混动技术,但是这样自拉自唱,通过一个公司推动一个产业的发展是非常困难的。只有开放、包容、共享、共生这样一个产业生态里面,最后形成一个良性互动的产业生态圈,最后才有成功。
第二,汽车制造商主导了产业生态的发展,到2015年日本三大制造商,丰田、本田、日产宣布联合投资了60亿美元支持支持加氢站的建设和运营,美国尼古拉斯本身做重卡的公司,也在投资加氢站,可以说结合特定的场景应用,构建了良性的产业生态圈,这可能是未来我们需要吸取的一个经验。一个跨国跨行业的战略联盟正在形成中,越来越多的车厂、国际能源公司、气体技术公司已经结成氢能源产业生态圈。
第三,传统能源公司在氢能源产业链发挥重要作用。以壳牌为例,2004年壳牌石油公司联合通用在全美建成第一座加氢站,就在华盛顿。2018年壳牌与氢能技术与能源公司在加拿大推出首个氢燃料电池零售加氢站,这是加拿大第一个向公共开放的零售加氢站。壳牌在德国以及欧洲其他地方油气混合站的建设。在氢能源产业生态中,由于氢的生产储用仍然在传统的能源化工产业基础上,需要巨大投资、专业知识、专业的技术体系、物流体系,所以在这方面传统的能源公司,它是具有独有的优势。

05
氢气比汽油还要安全
英国皇家化学会会士肖钢

前些天韩国氢气站爆炸了,挪威也爆炸了,很多人又觉得氢能不用搞了。
喝凉水噎死人,我们不用喝水了。365天,先进国家往天上送多少宇宙飞船和火箭的话,每天都不止一枚。我们知道这是用氢把他们送上去的,实际人类对氢早就掌握了。
就是成本问题,没有哪个项目能不计成本的,不顾安全的干。
我们知道怎么做,把它普及到老百姓可以做,老百姓没有多少钱,保证安全情况下还要把成本降下来。
氢气是安全的,只是能不能安全利用,某种程度上来说,比汽油还要安全。
燃料电池中国的确处于落后的阶段,落后在成本,或者我们保证安全前提下成本不行。成本如何降下来,现在我们应该做什么,有一些思考。
第一,氢能及燃料电池产业已经进入市场导入阶段,这里面其实面临很多问题,比如成本高,加氢站设施薄弱等等。如果这个产业链一旦实现突破,会对能源生产消费带来特别大的影响,这件事我们要意识到,看你聚焦哪儿。
第二,氢能快速发展,给能源行业带来新的挑战和机遇,挑战和机遇是并存的。作为我们企业不应该怕挑战,应该更多看到机遇。
第三,氢能是下一代基础能源,能源互联网的关键节点。我说基础能源,并没有说终极能源。我们讲的终极能源都是自说自话,我们讨论了什么是一次能源,什么是二次能源,这是相对的。我们说的煤炭、天然气,难道不是经过光合作用和沧海桑田之后固化下来的太阳能,什么是一次能源,太阳真的是一次能源吗?外星人怎么说,有的星系没有太阳人家怎么活的。
所以我个人认为,如果地球上有终极能源的话应该是太阳能,因为大部分东西,所有的东西都是间接从它来的,而且太阳非常准时,非常低碳,非常慈悲,非常有大爱。如果把它搞定,我们把水搞定,就把氢和电都搞定了,一切都搞定了。

06
将来的技术路线发展是多元化的
中国汽车技术研究中心刘金周

氢燃料电池汽车是未来汽车产业可持续发展的重要的方向。
氢燃料电池和混合动力汽车、燃油汽车、插电式汽车他们之间的技术路线是什么关系?并不是说谁取代谁。氢燃料电池是不是最终方案?这是打问号的。
个人观点认为将来的技术路线发展是多元化的。发展氢燃料电池有几方面的意义:第一,稳定能源供给。第二,改善能源结构。第三,低碳交通。第四,提升国际竞争力。第五,科技创新实力。第六,推动汽车产业持续发展。
目前我国纯电动汽车,新能源汽车全球中国做得规模最大,但是燃料电池汽车与国际先进水平还有较大差距。

07
氢能是世界能源转型的重大战略方向
中国石化销售公司副总经理张毅

氢能作为和平能源,自由能源以及可储可电可燃烧的清洁能源,是世界能源转型的重大战略方向。保守估计到2050年,全球氢能产业每年可产生4万亿美元的经济效益,这一规模可与石油产业媲美,可见氢能产业发展前景广阔。
据国家能源局预计,2019-2025年将是我国氢能及燃料电池产业化起步期,氢能和燃料电池的重点领域政策配套将逐渐建立,氢能及燃料电池技术将实现在动力电源、增程电源、移动电源、分布式电站、加氢站等领域的示范运行或规模化推广应用。预计到2025年,我国交通领域燃料电池车将达到7-12万辆,加氢站超过300座,氢能产业总值突破5000亿元。
2025年-2035年将是我国氢能产业重要发展期。届时,我国氢能的综合成本将大幅降低,氢能产业链条将完全打通,能够建立起一套完整的引领氢能和燃料电池发展的政策体系,燃料电池有望突破百万辆规模,加氢站布局超过1500座。
2036-2050年氢能有望成为我国重要能源之一,氢能和燃料电池的应用逐步普及。

08
氢气和电力将并行
中德可再生能源合作中心执行主任陶光远

二次能源未来是电和氢气,风光电是波动的,电很难储存,以电核储存的形式都解决不了季节性储存的问题,氢可以解决。
德国天然气储存3-4个月,主要是在地下岩穴保存,氢气也可以存在里面。
氢气主要的优点解决季节性存储,它还可以变换,变成电、热,都很容易,汽车也可以用。
于是乎氢能和电力将成为并行的比较重要的二次元。
在这次能源转换中有两个失败者,一个是煤电,最乐观的估计是煤电到2025走下坡路,这个下坡路没有阻挡的。
第二个就是核电站,在德国牺牲比煤电还要早,安全问题过关了,但是经济性的问题,不以人们的意识而转移的。

09
日本氢能社会有三大支柱
日中氢能合作协会会长李扩建

日本氢能社会的第一大支柱,是车。氢车的价格,在日本公司报价大概八百万日元,国家补贴完毕大约504万,相当于30万人民币。
日本氢能社会的另外一个支柱是家庭发电,刚才有朋友问到在固定场所利用氢能源的问题,家庭发电实际上是一个很好的应用场景。日本管它叫ENE-FARM,是什么意思呢,简单来说就是把家里面的煤气管道通到一台设备上,在煤气管道中加氢,然后用氢发电,同时把产生的热量以热水的形式全部存在一个大箱子里,目前这个项目有两个公司在进行实验,一个是松下,另一个是丰田的子公司。
日本氢能社会第三大支柱是内燃发电,也就是用燃烧的方式去发电。到现在为止纯粹用油气的内燃机很多,纯粹用氢气的内燃机也有,但是燃气与氢气以任意比例混合起来的气体都能够燃烧发电的内燃发电机、内燃轮机只有日本刚刚实验成功。
事实上日本本土也有很多公司在国家拨款支持下进行制氢和用氢的商业化试验。目前的项目主要有以下几个:第一,用风电来制氢,第二,用北海道的牛粪来制氢,根据他们的说法,养一头牛产生的氢气可以供应一台氢车行驶。第四,塑料制氢。第五,水力发电制氢。第六,太阳能制氢。第七,风电制氢,之后与煤气混合后供应居民燃烧。第八,用风电制氢,用金属舱仓储,运过去可以做洗浴设备,可以游泳,可以洗澡。

10
灰氢变蓝氢发展潜力比较大
中国石化经济技术研究院产业所所长罗佐县

我们经过调研发现,能源的角色作用其实没有得到充分发挥。氢气主要用作化工原料,我们做了一个数据方面的统计,提供化工原料66%,石油炼制使用占26%,金属和玻璃加工7%,用于其他也1%不到。
氢气按来源可分为灰氢、蓝氢和绿氢。
来自化石能源归为灰氢,来自来自化石能源+CCS/CCUS(碳捕获、利用与封存技术)归为蓝氢,来自可再生能源的才称为绿氢。
目前根据氢能协会的数据所产出的氢气96%来自于化石能源,这部分叫灰氢,4%来自于电解氢或化工的副产,绝大部分氢气还是一个就近消费。从消费比例来看,中国的比例比较大的,占到31%,美国是12%,欧洲在25%左右。
具体到生产环节,灰氢生命周期能耗比较高的,延续目前的生产格局的话,氢能似乎不可能终极目标。煤制氢成本比较低,适合规模化的生产,理论上CCS对它进行纠正,由灰氢变成蓝氢。风电和光伏这一块成本比较高,理论上讲,弃水弃风弃光对制氢有机遇,2035年和天然气发生水平,氢气纯度不高,可能涉及到利用的前景,还有技术,目前发展潜力比较大。

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by li_japan | 2019-06-24 23:59 | 水素エネ | Comments(0)