核心觀點摘要:
◎ 氫能是未來能源體系的重要組成部分,將氫能以終端能源的身份納入到能源體系,是構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效能源體系的重要途徑。
◎ 氫能的應(yīng)用能夠釋放可再生能的產(chǎn)能,其動力的應(yīng)用有效替代油氣,能夠有效減少油氣的進口依存度。
◎ 氫能作為二次能源,要達到清潔、低碳、安全、高效的使用效果,在制備時一是要盡量使用一次能源直接制氫,二是要盡量使用無碳一次能源制氫,三是盡量使用水制氫。氫能的理想應(yīng)用模式是形成在光能、風(fēng)能驅(qū)動下的水循環(huán)。
◎ 當(dāng)前我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢火爆,大量的資本和人才快速匯聚,創(chuàng)新和應(yīng)用成果此起彼伏,但是行業(yè)起步較晚,面臨問題較多,主要表現(xiàn)在三個方面:一是國家層面缺乏頂層設(shè)計,定位和方向尚不完全明確。二是關(guān)鍵技術(shù)積累較少,與國際先進水平有差距。三是政策、法規(guī)、標準不完善,行業(yè)秩序未建立。
以下為李連榮發(fā)言整理:
今年3月,關(guān)于氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題寫入了我國年度政府工作報告,6月G20峰會,能源與環(huán)境部長級會議上對氫能經(jīng)濟做了充分的肯定,并達成了組建跨國氫能及燃料電池創(chuàng)新聯(lián)盟的框架協(xié)議。10月份的國家能源委員會上,克強總理要求探索氫能的商業(yè)化路徑,幾乎在同一個時間段,日本首相安倍晉三表示未來十年將投資30萬億日元用于氫能等環(huán)境技術(shù)的研究與開發(fā)。本月,歐盟提出“清潔氫能伙伴計劃”,擬在2030年前通過520億歐元投資清潔氫能產(chǎn)業(yè)鏈,以打造可持續(xù)的能源體系。
01、全球氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入快速發(fā)展階段
種種跡象表明,全球氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入快速發(fā)展階段,氫能是未來重要的能源形式,氫能的使用符合大多數(shù)國家對未來能源發(fā)展的需求,更符合我國清潔、低碳、安全、高效的能源政策。
氫能的制備可以做到不含任何雜質(zhì),氫能應(yīng)用只產(chǎn)生水,所以氫能是清潔能,氫能不同于煤炭、石油、天然氣等化學(xué)能源,氫能可以做到徹底無碳。氫能是安全能源,氫的爆燃有一定條件,從技術(shù)上完全可以控制。氫能的質(zhì)量功率密度是當(dāng)前使用能源當(dāng)中最高的,并且氫能的使用效率也很高,氫燃料電池的使用效率可以達到70%以上。氫能是未來現(xiàn)實的終端能源,雖然至今尚未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的自然存在的氫單質(zhì),但是氫元素在地球上儲量豐富,能夠支撐循環(huán)利用,氫能容易獲取,渠道廣泛。氫主要以化合物的形式存在,氫的獲取需要外部能量,因此氫能是二次能源,是能源的搬運工。
從屬性上來看,氫氣從化工屬性擴展到了能源屬性,從能源屬性上來看,氫氣具有儲能的特征,將抽象的能源轉(zhuǎn)換為物質(zhì),以物質(zhì)的形式進行時空轉(zhuǎn)移。氫氣同時具有燃料的特征,是很好的動力源。氫能是未來能源體系的重要組成部分,將氫能以終端能源的身份納入到能源體系,是構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效能源體系的重要途徑。
02、氫能是未來能源體系的重要組成部分
由于氫本身清潔、低碳、安全高效的特征,氫能的應(yīng)用對能源體系清潔低碳的作用顯而易見,氫能的應(yīng)用對能源體系的安全具有重要意義。
一是氫能的應(yīng)用能夠釋放可再生能的產(chǎn)能,其動力的應(yīng)用有效替代油氣,能夠有效減少油氣的進口依存度。
二是能夠進行化學(xué)儲能,實現(xiàn)能源的時空轉(zhuǎn)移,促進我國能源供應(yīng)和消費的區(qū)域平衡。
三是在終端能源中形成電氫互補的穩(wěn)健體系,系統(tǒng)抗感染能力增強,能源的電氫雙系統(tǒng)供應(yīng),能夠大大提高能源供應(yīng)體系的效率和能源供應(yīng)體系的安全性和穩(wěn)定性,可以預(yù)見,未來我國終端能源將會呈現(xiàn)出一個穩(wěn)定的體系這樣的局面。
氫能的產(chǎn)業(yè)鏈很長,大的方向可以分為制、儲、運、用四大環(huán)節(jié),每一個環(huán)節(jié)都有很多技術(shù)方向和相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)支撐。抽象看,氫能產(chǎn)業(yè)可以從兩條線上考慮:一是能源線,從能源平衡的角度將一次能源變成二次能源,再配送到終端。二是技術(shù)線,為能源轉(zhuǎn)換配送提供技術(shù)支撐。
氫能作為二次能源,要達到清潔、低碳、安全、高效的使用效果,在制備時一是要盡量使用一次能源直接制氫,二是要盡量使用無碳一次能源制氫,三是盡量使用水制氫。氫能的理想應(yīng)用模式是形成在光能、風(fēng)能驅(qū)動下的水循環(huán)。
氫能儲運技術(shù)的發(fā)展面向兩個方向。一是在維持氫單質(zhì)物理特征的情況下,以氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的形式存儲及運輸。二是為提高儲運效果,將氫與其他物質(zhì)進行化學(xué)反應(yīng),生成一種更加便于儲運的新物質(zhì)。以這種新物質(zhì)的方式進行儲存和運輸,應(yīng)用時再把氫分解出來。
氫能的應(yīng)用有兩個大的方向。一是作為儲能介質(zhì),氫能源釋放后,再以其他能源的方式回到電力系統(tǒng)或熱力系統(tǒng)。二是以終端能源的方式直接使用,動力能源是主要的應(yīng)用領(lǐng)域,在動力能源領(lǐng)域的應(yīng)用中,氫電池是關(guān)鍵。
03、我國氫能產(chǎn)業(yè)面臨的問題和建議
當(dāng)前我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢火爆,大量的資本和人才快速匯聚,創(chuàng)新和應(yīng)用成果此起彼伏,但是行業(yè)起步較晚,面臨問題較多,主要表現(xiàn)在三個方面。
一是國家層面缺乏頂層設(shè)計,定位和方向尚不完全明確。二是關(guān)鍵技術(shù)積累較少,與國際先進水平有差距。三是政策、法規(guī)、標準不完善,行業(yè)秩序未建立。
04、針對當(dāng)前問題的建議
一是加強頂層設(shè)計,將氫能產(chǎn)業(yè)提升為國家戰(zhàn)略,明確氫能在能源體系中的定位,制定我國氫能發(fā)展規(guī)劃,明確產(chǎn)業(yè)布局和發(fā)展路徑,制定氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃,有序開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
二是加大核心技術(shù)自主研發(fā)與應(yīng)用支持力度。支持核心技術(shù)自主研發(fā),形成可持續(xù)發(fā)展能力,支持自主技術(shù)的示范應(yīng)用與推廣,盡快形成產(chǎn)品,進行技術(shù)與產(chǎn)品的迭代。
三是完善政策、法規(guī)、標準。制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和指導(dǎo)意見,形成宏觀政策法規(guī)文件。將氫能管理逐漸從?;分蟹蛛x出來,納入到能源體系進行管理,便于氫能應(yīng)用,明確加氫站等審批流程,促進基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加強氫安全技術(shù)研究,形成覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的標準體系。
未來氫能是一個龐大的經(jīng)濟,我們這么大規(guī)模的經(jīng)濟不可能建在外來技術(shù)的基礎(chǔ)上,換句話說中國發(fā)展氫能不能完全依靠外國,我們必須有自己的技術(shù)積累。
(本文系作者在11月26日由中國改革報舉辦的第五屆中國能源發(fā)展與創(chuàng)新論壇上做的講演,根據(jù)速記整理,小標題為編輯所加,未經(jīng)本人審閱)