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专家热议:“氢”,你的定位还需明确
加入时间:2019-06-24        来源:中国能源报


  6月21日,由中国电力企业联合会、中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟(简称“中国氢能联盟”)、中国能源报联合主办的“2019全球新能源汽车领袖峰会——新能源汽车动力变革论坛”在广州举办。
  
  与会嘉宾就氢能的定位、发展模式等问题,表达了各自的观点和看法。
  
  中国氢能联盟专家委员会主任、同济大学校长助理余卓平:
  
  迫切呼吁将氢作为能源进行定位和布局
  
  中国是第一产氢大国,具有丰富的资源基础,但现在在国家层面,并没有给与氢能明确定位。氢只是作为新能源汽车产业发展的一部分,缺乏整体顶层设计与战略规划。
  
  尽管氢是二次能源,但具有零碳、高效、能源互联媒介、可储能、安全可控等显著优势。且从各种制氢路线的发展看,未来我国有足够的氢资源支撑其作为能源的发展。保守估计,未来氢在我国终端能源体系占比10%,将成为我国能源战略的重要组成部分。如果将氢能纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,将可共同成为我国终端能源消费体系的主体。
  
  氢气作为能源使用,在价格和经济可行性上也应该有很好的基础。我们坚定地认为氢气可以在交通、化工原料、工业、建筑等诸多领域推广应用,也就是说,在我国的下一步能源转型中,氢气将扮演非常重要的角色。
  
  特别是燃料电池的发展有其独特优势。燃料电池在交通上的应用已成为氢能发展的强劲动力,而氢能发展又将推动交通动力转型。
  
  燃料电池汽车在过去几年取得了革命性进展,可靠性、耐久性和经济性等主要技术瓶颈已经获得突破,2015年被认为是燃料电池汽车的商业化元年。燃料电池汽车基本实现了和传统汽车的无差别应用,可实现几分钟内的燃料加注,500公里以上的续驶里程,具备每加仑65英里的等效油耗和高功率输出能力,且更加环保。
  
  燃料电池具有大功率、长距离应用优势,且与电动汽车共性技术非常多,这是我国发展燃料电池的优势,即,既有氢能的产业基础,又有电动汽车的产业基础,但是燃料电池汽车的发展第一个大难题就基础设施建设瓶颈,如加氢站建站标准法规、政策体系均不健全,也无明确的归属管理部门。而且在一些燃料电池的核心技术研发上,也需要加快突破。科技部一直长期支持燃料电池技术路线,我们还是有信心在燃料电池技术上能够追上国际先进水平的。
  
  目前,燃料电池汽车已成为多国的重要战略产业。我国应利用现有资源优势,迅速布局氢能与燃料电池产业,加大产业链薄弱环节及关键技术投入,抢占战略制高点。燃料电池需要继续解决的问题有以下几个:
  
  首先,迫切呼吁将氢作为能源进行定位和布局,明确氢能的归口主管部门,氢能与燃料电池的发展,氢能应先行。
  
  其次,要继续大技术攻关力度。应该要扶持在氢能新型装备制造企业。同时要加快标准法规的制定。
  
  最后,不能闭关自守,而是要加强国际交流,推动我国氢能与燃料电池产业发展。
  
  国际氢能协会副主席毛宗强:
  
  2030年,中国将成世界最大氢能与燃料电池市场
  
  面对能源安全、环境保护等压力,发展氢能是我国能源转型的必由之路。那么,为什么是氢?
  
  发展氢能成各国共识
  
  氢是一个很简单的元素,但按照原子百分数计算,氢又是宇宙中最多的元素,在地球上含量仅次于氧。
  
  氢能是指以氢及其同位素为主导的反应中,或者氢在状态变化过程中所释放出的能量,具有来源广、可储存、用途多、零碳零污染及能量密度大等特征,可发电、可供热,还可作为交通燃料。同时,氢还是一个稳定介质,通过可再生能源制氢,可将不稳定的可再生能源变得“稳定”。
  
  截至目前,发展氢能不仅是一个国家的事情,已成为大家的一致共识。氢的能量密度是汽油的3倍,是锂电池的130倍。因此过去,能量密度是能源替代的主要原因。而现在,随着二氧化碳减排、应对气候变化等要求加大,能源排放成为氢能的主要推动力,其在各种燃料替代过程中的比重不断增加。2017年底,世界氢能委员会就研究提出,到2050年,全球环境20%的二氧化碳减排要靠氢气来完成,18%的电力由氢能承担。此外,国际氢能委员会预测认为,到2050年,欧盟24%的一次能源将使用氢能替代。
  
  可以说,未来在多种能源组成的社会中,氢能与电能将是两大支柱。
  
  氢能是我国能源发展必由之路
  
  我国现已具备超强的氢气供应能力。统计显示,国际制氢总量现约为9EJ,即年产6300万吨左右,我国产氢约2200万吨/年。该数量占世界氢产量的三分之一,我国是没有争议的世界第一产氢大国。
  
  在此基础上,我国形成了完整的氢能产业链,涵盖制氢、储运、加注、应用等四个环节。以制氢环节为例,国际目前主要包括煤炭气化、天然气、甲醇重整、水电解等制氢方法。在我国,上述4种方式占比分别为18%、48%、30%、4%,可再生能源制氢尚处示范阶段。下一步,“可再生能源+水电解制氢”将成大规模制氢的发展趋势。以此为背景,我国将来可能向韩国、日本出口绿色氢气。
  
  同时,我国燃料电池车产量逐年增加。2017年,全国共有8个品牌、10款车型的燃料电池汽车在产,总产量为1272辆,较2016年同比增长102.2%。其中,燃料电池专用车992辆,占总产量的78.0%;燃料电池客车280辆,占总产量的22.0%。2018年我国燃料电池车产量进一步达到1619辆,其中燃料电池专用车909辆、大客车710辆。到2020年,我国氢燃料电池轿车、商业车有望分别超过4万辆、1万辆。
  
  尽管目前,产业链的四个环节仍处初级阶段,但氢能是我国能源发展的必由之路。预计到2030年,我国将成为世界最大的氢能与燃料电池市场;到2040年,氢能或将支撑我国10%的能源需求。
  
  中国氢能联盟专家委员会、武汉理工大学教授潘牧:
  
  燃料电池是气电联网的核心
  
  电网跟氢能关系非常密切。在能源领域不光有电网,还有气网,气网和电网连接起来就会形成一个崭新的能源构架,这个新的能源构架可以通过电网输出氢到气网,然后再发电到电网,燃料电池汽车是这个网络里的受益者,可以使可再生能源利用率最大化,进而使整个能源效率达到最大化。
  
  互联网的特点首先是联网,比如电网和气网互联,同时联网可以有无限节点,也可是以是双向的,也就是说人人既可以消费电力,也可以生产电力,与互联网的结构非常相似。气网和电网通过电池和电解水装置,在用户家里就可以形成一个无线网络结构。本田就推出了一款燃料电池车发电站,相当于在车里装了一个变压器,车回到家里可以充电,所以既是一辆汽车,也是一台发电机。
  
  国际能源署提出的愿景就认为,电网、热网、气液体燃料网可以通过氢气连接起来,形成一个互联的网络结构。德国提出的集成能源系统也以用氢能作为连接纽带。美国提出的H2@Scale计划也是一样的理念,将氢气和发电、电网、油气网连在一起,这也是值得电网公司认真思考的事情,即,探讨研究将电网和氢网连接一起有哪些技术值得开发。从愿景来看,氢电互联发展,对电动汽车也有推动作用,但这会涉及到一个很核心的技术,即燃料电池,将氢变成电。
  
  第一台燃料电池早于1839年就诞生,到目前仍有性能提升创新的空间。比如催化剂还存在稳定性不好等各种各样的问题,需要重点攻关,新型纳米催化剂的研制,以及膜电极性能的提升和电堆的创新等都需要扎扎实实持续推进。燃料电池的创新非常关键,中国的前期积累太少,追赶的难度也比较大,还需要做出贡献,争取通过创新推进燃料电池发展,推动车用电力的变革。
  
  北京低碳清洁能源研究院新能源中心助理主任何广利:
  
  氢能产业化应须明确战略定位
  
  去年开始,关注氢能产业的人逐渐增多,尤其随着今年“推进充电、加氢设施建设”首次被写入《政府工作报告》,氢能一下成了热点。尽管如此,我认为氢能在我国尚未发展成为一个真正的产业。就加氢站而言,全国现已投产的加氢站(包括固定式加氢站和撬装式加氢设备)共约23座,另有在建33座。加氢站究竟怎么建?目前仍有审批、设计、安全等一系列问题亟待解决。
  
  首先是标准。出于安全考虑,2010年出台的国标《加氢站技术规范GB50516-2010》是按储氢量划分加氢站。其实,加氢站的储氢与加氢能力既相关、又无关,很多人甚至分不清加氢能力和储氢量的关系。比如丰田汽车所说的3-5分钟加满氢,实际上有很多限制条件,涉及初始压力、冷却温度等方方面面,不是随便就可达到这个要求。
  
  同时,由于相对特殊,国内在运的20多个加氢站中,有一部分属内部运行,目前只有少数对外开放。从开发角度来说,加氢站建设不是光有费用就能解决,还涉及安全性等重大问题,对此必须给予足够重视。但现阶段,我们在技术积累、研究开发等方面的工作依然不够。
  
  其次是供给模式问题,氢能运输技术选择与供应模式密切相关。供氢基础设施的可选择性非常多,我认为,目前来看没有哪一种占据绝对优势。未来如何选择,还需进一步科学论断。否则投产之后,过几年细分技术路线一旦发生变化,同样将带来风险。国内很多用户,尤其是大运量氢气用户,目前还是自己制氢。需要用氢时,直接就近建一个制氢厂,不存在长距离运输及配套基础设施建设问题。以后若要大规模发展车用氢能,解决运输问题对降低氢气成本非常关键。
  
  此外,还有一些非常实际的问题。在战略及政策方面,日本、欧洲、韩国澳大利亚等均已发布氢能路线图。我国政府对氢能的定位尚未确定,虽然有近20个省市已发布相关规划,但全国性的氢能发展战略和规划依然缺乏。从国家能源体系角度而言,因目前尚无官方正式说法,暂不能说氢能是一种能源。但从长远看,氢能至少是我国能源系统的一部分。若不纳入其中,氢能就相当于一个“灰色地带”,不利于未来发展。
  
  再如行政审批问题。截至目前,上海、佛山、武汉、如皋等地明确了加氢站建设的主管部门及审批流程,国家对此却仍无明文规定。也正因此,加氢站建设审批特别难。为规范健康发展,这需要一个明确的对口单位。
  
  最后还有发展模式问题。国内目前主推商用车,由于路线较为固定,对燃料电池的技术要求相对降低。但同时,商用车所能承受的氢气价格远低于乘用车。为降低运行成本,很多企业正在关注“电+氢”。相关部门也在考虑,燃料电池汽车的补贴是否挪到前端,实际加一公斤氢气、补贴一部分钱,因为只有真正使用才可产生环境效益。经济性问题如何解决?对此还需综合考虑、谨慎对待。
  
  

(责任编辑:书雪)
 
 
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