專家熱議:“氫”,你的定位還需明確

專家熱議:“氫”,你的定位還需明確

6月21日,由中國電力企業聯合會、中國氫能源及燃料電池產業創新戰略聯盟(簡稱“中國氫能聯盟”)、中國能源報聯合主辦的“2019全球新能源汽車領袖峰會——新能源汽車動力變革論壇”在廣州舉辦。

與會嘉賓就氫能的定位、發展模式等問題,表達了各自的觀點和看法。

專家熱議:“氫”,你的定位還需明確專家熱議:“氫”,你的定位還需明確

中國氫能聯盟專家委員會主任、同濟大學校長助理餘卓平

迫切呼籲將氫作為能源進行定位和佈局

中國是第一產氫大國,具有豐富的資源基礎,但現在在國家層面,並沒有給與氫能明確定位。氫只是作為新能源汽車產業發展的一部分,缺乏整體頂層設計與戰略規劃。

儘管氫是二次能源,但具有零碳、高效、能源互聯媒介、可儲能、安全可控等顯著優勢。且從各種制氫路線的發展看,未來我國有足夠的氫資源支撐其作為能源的發展。保守估計,未來氫在我國終端能源體系佔比10%,將成為我國能源戰略的重要組成部分。如果將氫能納入我國終端能源體系,與電力協同互補,將可共同成為我國終端能源消費體系的主體。

氫氣作為能源使用,在價格和經濟可行性上也應該有很好的基礎。我們堅定地認為氫氣可以在交通、化工原料、工業、建築等諸多領域推廣應用,也就是說,在我國的下一步能源轉型中,氫氣將扮演非常重要的角色。

特別是燃料電池的發展有其獨特優勢。燃料電池在交通上的應用已成為氫能發展的強勁動力,而氫能發展又將推動交通動力轉型。

燃料電池汽車在過去幾年取得了革命性進展,可靠性、耐久性和經濟性等主要技術瓶頸已經獲得突破,2015年被認為是燃料電池汽車的商業化元年。燃料電池汽車基本實現了和傳統汽車的無差別應用,可實現幾分鐘內的燃料加註,500公里以上的續駛里程,具備每加侖65英里的等效油耗和高功率輸出能力,且更加環保。

燃料電池具有大功率、長距離應用優勢,且與電動汽車共性技術非常多,這是我國發展燃料電池的優勢,即,既有氫能的產業基礎,又有電動汽車的產業基礎,但是燃料電池汽車的發展第一個大難題就基礎設施建設瓶頸,如加氫站建站標準法規、政策體系均不健全,也無明確的歸屬管理部門。而且在一些燃料電池的核心技術研發上,也需要加快突破。科技部一直長期支持燃料電池技術路線,我們還是有信心在燃料電池技術上能夠追上國際先進水平的。

目前,燃料電池汽車已成為多國的重要戰略產業。我國應利用現有資源優勢,迅速佈局氫能與燃料電池產業,加大產業鏈薄弱環節及關鍵技術投入,搶佔戰略制高點。燃料電池需要繼續解決的問題有以下幾個:

首先,迫切呼籲將氫作為能源進行定位和佈局,明確氫能的歸口主管部門,氫能與燃料電池的發展,氫能應先行。

其次,要繼續大技術攻關力度。應該要扶持在氫能新型裝備製造企業。同時要加快標準法規的制定。

最後,不能閉關自守,而是要加強國際交流,推動我國氫能與燃料電池產業發展。

專家熱議:“氫”,你的定位還需明確

國際氫能協會副主席毛宗強:

2030年,中國將成世界最大氫能與燃料電池市場

面對能源安全、環境保護等壓力,發展氫能是我國能源轉型的必由之路。那麼,為什麼是氫?

發展氫能成各國共識

氫是一個很簡單的元素,但按照原子百分數計算,氫又是宇宙中最多的元素,在地球上含量僅次於氧。

氫能是指以氫及其同位素為主導的反應中,或者氫在狀態變化過程中所釋放出的能量,具有來源廣、可儲存、用途多、零碳零汙染及能量密度大等特徵,可發電、可供熱,還可作為交通燃料。同時,氫還是一個穩定介質,通過可再生能源制氫,可將不穩定的可再生能源變得“穩定”。

截至目前,發展氫能不僅是一個國家的事情,已成為大家的一致共識。氫的能量密度是汽油的3倍,是鋰電池的130倍。因此過去,能量密度是能源替代的主要原因。而現在,隨著二氧化碳減排、應對氣候變化等要求加大,能源排放成為氫能的主要推動力,其在各種燃料替代過程中的比重不斷增加。2017年底,世界氫能委員會就研究提出,到2050年,全球環境20%的二氧化碳減排要靠氫氣來完成,18%的電力由氫能承擔。此外,國際氫能委員會預測認為,到2050年,歐盟24%的一次能源將使用氫能替代。

可以說,未來在多種能源組成的社會中,氫能與電能將是兩大支柱

氫能是我國能源發展必由之路

我國現已具備超強的氫氣供應能力。統計顯示,國際制氫總量現約為9EJ, 即年產6300萬噸左右,我國產氫約2200萬噸/年。該數量佔世界氫產量的三分之一,我國是沒有爭議的世界第一產氫大國。

在此基礎上,我國形成了完整的氫能產業鏈,涵蓋制氫、儲運、加註、應用等四個環節。以制氫環節為例,國際目前主要包括煤炭氣化、天然氣、甲醇重整、水電解等制氫方法。在我國,上述4種方式佔比分別為18%、48%、30%、4%,可再生能源制氫尚處示範階段。下一步,“可再生能源+水電解制氫”將成大規模製氫的發展趨勢。以此為背景,我國將來可能向韓國、日本出口綠色氫氣。

同時,我國燃料電池車產量逐年增加。2017年,全國共有8個品牌、10款車型的燃料電池汽車在產,總產量為1272輛,較2016年同比增長102.2%。其中,燃料電池專用車992輛,佔總產量的78.0%;燃料電池客車280輛,佔總產量的22.0%。2018年我國燃料電池車產量進一步達到1619輛,其中燃料電池專用車909輛、大客車710輛。到2020年,我國氫燃料電池轎車、商業車有望分別超過4萬輛、1萬輛。

儘管目前,產業鏈的四個環節仍處初級階段,但氫能是我國能源發展的必由之路。預計到2030年,我國將成為世界最大的氫能與燃料電池市場;到2040年,氫能或將支撐我國10%的能源需求。

專家熱議:“氫”,你的定位還需明確

中國氫能聯盟專家委員會、武漢理工大學教授潘牧:

燃料電池是氣電聯網的核心

電網跟氫能關係非常密切。在能源領域不光有電網,還有氣網,氣網和電網連接起來就會形成一個嶄新的能源構架,這個新的能源構架可以通過電網輸出氫到氣網,然後再發電到電網,燃料電池汽車是這個網絡裡的受益者,可以使可再生能源利用率最大化,進而使整個能源效率達到最大化。

互聯網的特點首先是聯網,比如電網和氣網互聯,同時聯網可以有無限節點,也可是以是雙向的,也就是說人人既可以消費電力,也可以生產電力,與互聯網的結構非常相似。氣網和電網通過電池和電解水裝置,在用戶家裡就可以形成一個無線網絡結構。本田就推出了一款燃料電池車發電站,相當於在車裡裝了一個變壓器,車回到家裡可以充電,所以既是一輛汽車,也是一臺發電機。

國際能源署提出的願景就認為,電網、熱網、氣液體燃料網可以通過氫氣連接起來,形成一個互聯的網絡結構。德國提出的集成能源系統也以用氫能作為連接紐帶。美國提出的H2 @Scale計劃也是一樣的理念,將氫氣和發電、電網、油氣網連在一起,這也是值得電網公司認真思考的事情,即,探討研究將電網和氫網連接一起有哪些技術值得開發。從願景來看,氫電互聯發展,對電動汽車也有推動作用,但這會涉及到一個很核心的技術,即燃料電池,將氫變成電。

第一臺燃料電池早於1839年就誕生,到目前仍有性能提升創新的空間。比如催化劑還存在穩定性不好等各種各樣的問題,需要重點攻關,新型納米催化劑的研製,以及膜電極性能的提升和電堆的創新等都需要紮紮實實持續推進。燃料電池的創新非常關鍵,中國的前期積累太少,追趕的難度也比較大,還需要做出貢獻,爭取通過創新推進燃料電池發展,推動車用電力的變革。

專家熱議:“氫”,你的定位還需明確

北京低碳清潔能源研究院新能源中心助理主任何廣利:

氫能產業化應須明確戰略定位

去年開始,關注氫能產業的人逐漸增多,尤其隨著今年“推進充電、加氫設施建設”首次被寫入《政府工作報告》,氫能一下成了熱點。儘管如此,我認為氫能在我國尚未發展成為一個真正的產業。就加氫站而言,全國現已投產的加氫站(包括固定式加氫站和撬裝式加氫設備)共約23座,另有在建33座。加氫站究竟怎麼建?目前仍有審批、設計、安全等一系列問題亟待解決。

首先是標準。出於安全考慮,2010年出臺的國標《加氫站技術規範 GB50516-2010》是按儲氫量劃分加氫站。其實,加氫站的儲氫與加氫能力既相關、又無關,很多人甚至分不清加氫能力和儲氫量的關係。比如豐田汽車所說的3-5分鐘加滿氫,實際上有很多限制條件,涉及初始壓力、冷卻溫度等方方面面,不是隨便就可達到這個要求。

同時,由於相對特殊,國內在運的20多個加氫站中,有一部分屬內部運行,目前只有少數對外開放。從開發角度來說,加氫站建設不是光有費用就能解決,還涉及安全性等重大問題,對此必須給予足夠重視。但現階段,我們在技術積累、研究開發等方面的工作依然不夠。

其次是供給模式問題,氫能運輸技術選擇與供應模式密切相關。供氫基礎設施的可選擇性非常多,我認為,目前來看沒有哪一種佔據絕對優勢。未來如何選擇,還需進一步科學論斷。否則投產之後,過幾年細分技術路線一旦發生變化,同樣將帶來風險。國內很多用戶,尤其是大運量氫氣用戶,目前還是自己制氫。需要用氫時,直接就近建一個制氫廠,不存在長距離運輸及配套基礎設施建設問題。以後若要大規模發展車用氫能,解決運輸問題對降低氫氣成本非常關鍵。

此外,還有一些非常實際的問題。在戰略及政策方面,日本、歐洲、韓國澳大利亞等均已發佈氫能路線圖。我國政府對氫能的定位尚未確定,雖然有近20個省市已發佈相關規劃,但全國性的氫能發展戰略和規劃依然缺乏。從國家能源體系角度而言,因目前尚無官方正式說法,暫不能說氫能是一種能源。但從長遠看,氫能至少是我國能源系統的一部分。若不納入其中,氫能就相當於一個“灰色地帶”,不利於未來發展。

再如行政審批問題。截至目前,上海、佛山、武漢、如皋等地明確了加氫站建設的主管部門及審批流程,國家對此卻仍無明文規定。也正因此,加氫站建設審批特別難。為規範健康發展,這需要一個明確的對口單位。

最後還有發展模式問題。國內目前主推商用車,由於路線較為固定,對燃料電池的技術要求相對降低。但同時,商用車所能承受的氫氣價格遠低於乘用車。為降低運行成本,很多企業正在關注“電+氫”。相關部門也在考慮,燃料電池汽車的補貼是否挪到前端,實際加一公斤氫氣、補貼一部分錢,因為只有真正使用才可產生環境效益。經濟性問題如何解決?對此還需綜合考慮、謹慎對待。

(文 | 本報記者仝曉波 朱妍 武曉娟整理)

End

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出品 | 中國能源報(ID:cnenergy)

責編 | 盧奇秀

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