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行业新闻

氢能将如何改变我们的生活

近日,“水氢发动机在南阳下线”的消息引发社会广泛关注和质疑,也让“凯发娱乐网氢能源”再次跃入大众视野。氢能是低碳,甚至“零”碳排放,是未来人类最理想的替代能源之一。2019年《政府工作报告》提出,“推动充电、加氢等设施建设”,对氢能在国内的推广和应用具有里程碑式的意义。我国拥有庞大的制氢产能和应用需求,未来“氢能社会”是怎样的一幅全新景象?氢能将如何改变我们的生活?中国工程院原副院长干勇近期走进《中国经济大讲堂》,对此进行了详细解读。

选自中国经济大讲堂公众号,有删节

主讲嘉宾

干勇

中国工程院原副院长、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任、中国金属学会理事长。长期从事国家产业发展战略研究,以及新材料、冶金、现代钢铁流程技术研究。

精彩观点

现在国内氢燃料电池上得还是多了一点、快了一点,在氢能的利用上千万不能先车后氢,至少是车和氢要同步。我们认为应该氢体系先行,叫“兵马未动粮草先行”,对于燃料电池和燃料电池汽车可以有力地推动,否则欲速则不达。因为氢能产业链长,它横跨能源、化工诸多领域,氢体系也很复杂,所以推进氢全产业链发展,要以企业为主体,也得有资本为纽带,集中国内优势单位把团队力量搞强,然后把氢体系全产业链的规划拿出来。在氢燃料电池汽车发展中,氢能供应体系要先行,有序发展。

除了汽车,无人机、高铁、家庭中都能用氢燃料电池

目前氢能或氢能的利用,特别是氢能在燃料电池汽车上的应用已经非常热,经过一个小高潮期。

现在日本的丰田已经向全世界供应了数千辆的(氢燃料电池)乘用车和商用车,已经在正式运营。像奔驰、宝马、丰田、本田等全世界的著名企业们都联合成立了一个氢能委员会,他们认为二十一世纪人类必须要进入氢时代。2050年左右要防止地球温度上升两度,在能源结构中氢的比例要占到18%以上,这样可以减少每年60亿吨的二氧化碳的排放。而且,氢本身供氢系统氢燃料电池的应用,是一个大的产业链,可以形成一个很大的产业领域,他们估计是2.5万亿美元。到2050年可以形成这么大的一个氢产业,解决三千万人就业。

氢除了在汽车上应用以外,在深海潜水、在无人机中,只要是移动器件需要动力的地方,氢燃料电池都可以用上去。高铁非常便利,但是它的致命弱点在电上,遇到自然灾害一旦断电,如果这列火车停在沙漠上没有储备的能源,人就可能在那儿被晒死了。氢燃料电池就可以在列车上用,所以中车集团说要加入氢联盟,要开发氢的利用。

我们5G时代所有的基站,它的能源体系、供电系统也可以用氢能。还有就是在生活中分布式发电,实际上每家每户可以放一个氢的燃料电池,可以把家庭里面加热冷却,所有的家用电器,包括汽车都可以解决。一个氢气管道进入家庭就可以供给所有需要的能源,而且非常方便。

如果锂动力电池作为主动力电源,在重载航空航天或者是大型的移动器件上,它的续航里程不够,它的能量密度也没有氢燃料电池高,这个方面应用的优势不如氢燃料电池。因为氢是汽油的能量密度的三倍以上,所以以后的航空航天等大功率的运输工具用氢燃料电池是非常适合的。

氢能还有望成为京津冀雾霾“终结者”

现有柴油车在所有的汽车的保有量里面只占9.4%,但是在雾霾这个问题上,柴油车的贡献率很大。

特别是中国的港口柴油车非常集中,唐山地区的物流量非常大,是一个重化工区,一个城市有一亿吨钢以上的产能,超过好几个国家的总和。一吨钢大概造成的物流量是五吨到六吨左右,那么它最方便的是什么?用重型卡车来运输从港口到钢厂,唐山大概200多万辆车里面,有将近20万辆的柴油车,排放量很大,污染很严重。所以我们觉得在这个地方,要实行“柴改氢”将会有效地减轻京津冀一带雾霾形成的压力。

欧盟把氢能源的发展作为了一个主体计划,2017年他们启动了氢动力汽车联合开发的计划项目。2019年欧洲又发布了氢燃料电池发展的技术路线图。

2015年,美国在燃料电池和氢能源技术的发展报告里面提出,大力投资发展与先进氢能和燃料电池技术相关的发展计划,所以现在美国的35个州的加氢站开始运行了。

特别是加州,加州的推广很有意思,美国加州在2018年就有将近37座加氢站。因为加州是一个长条形,它在公路上布局得非常合理。当时加州的州长是施瓦辛格,他对于氢能作为能源的作用非常敏感。每一批丰田的乘用车的订货销售里面,他就要求加一定比例配额的新能源汽车,而且提出要有氢燃料汽车。他说你把计划做好,你每年供我多少,我根据氢燃料汽车的数量来配备加氢站,这非常有战略眼光。

日本政府首先把氢能发展作为国家战略,制定了“三步走”的战略,到2025年它要扩大氢的使用范围,大概整个装置氢能的发电装置要到140万台,家庭的分布式的发电要到560万台,相当于十分之一的日本家庭户数。到2030年它要全面建立氢能的供应系统,到2040年它确定要实现二氧化碳零排放的供氢系统这么一个目标。当然这里面主要是在煤制氢或者是化石能源制氢中要把二氧化碳进行捕集、封存或者利用才能达到这个目标。

国家重视、工业基础雄厚,我国氢能发展有优势

首先,国家高度重视氢能源产业发展。2019年《政府工作报告》提出,“推动充电、加氢等设施建设。”当前整个氢能和氢燃料电池汽车的应用掀起了高潮,现在看来,在北京、上海、天津,包括湖北、重庆、浙江、广东都开始了汽车氢燃料电池的研发和商业化的试运行。

实际上,中国制氢的工业基础还是很雄厚的,制氢能力在全世界也是排在最前面的。在氢还没有作为重要能源的时候,它作为催化剂、作为还原剂大量应用,比如合成氨炼油加氢,我们大概有每年2500万吨的氢的产能,产量也在2000万吨以上,这在全世界是排第一的。这里边有97%的氢气来自于化石能源,煤气化(000968)制氢1000万吨以上,天然气制氢大概在300万吨以上,工业副产氢大概在800万吨以上,包括电解水制氢也在100万吨左右。当然,我们工业副产氢现在可以达到99.999%的纯度的氢气,我国未来开发氢气潜力巨大,市场巨大,我们的商业用车、港口用的卡车、物流车等,数量加起来都是很大的。

我国的氢能产业正在进行区域布局,现在已经有20个省市正在做氢能的发展规划和氢燃料汽车的发展规划,而且已经形成了华东、华中、华南、华北、东北、西南六个氢能和氢燃料电池汽车的产业群,涌现出像上海、如皋、佛山、张家口、武汉等有代表性的一些城市。我们知道上海汽车集团在氢燃料电池汽车方面,首先推出包括乘用车、轻型货车等等,而且它110千瓦的氢燃料电池的电堆技术比较成熟。