新华社:2050 年将迎来“氢能时代”

 

新华社 1 月 9 日刊发题为《" 氢能时代 " 中国加快探索氢能经济》的报道。文章称,汽车发动机不 " 喝油 " 了,建筑取暖不烧天然气了,重工业热力来源告别黑煤球了……未来,替代这些传统能源的有可能就是氢能和燃料电池。不久前在北京举办的 " 首届北京未来科学城氢能与燃料电池技术发展大会 ",与会专家为人们描述了这样一幅未来图景。

" 氢能时代 " 来临

氢能通常是指氢在物理与化学变化过程中释放的能量。它更加清洁、高效并可再生,相比于潮汐能、风能等,氢能更便于储备、运输,同时它也是 " 能源互联网 " 中的重要纽带。氢能来源多样,可以从化石能源中获取,也可以从工业副产品、合成甲醇、生物沼气中获取。如今,氢能正在走向规模化、商业化。

基于这些特点,燃料电池成为氢能的重要应用成果,具有燃料能量转化率高、噪音低以及 " 零排放 " 等优点,从 20 世纪末以来便受到各国关注,其研发、示范和商业化应用的资金投入不断增加。中国工程院院士汤广福表示,能源消费正在发生变革,高效节能、智慧用能是现代能源消费模式的典型特征。

国际氢能委员会发布 2017 年发布报告称,氢能源是能源结构转型的重要方式,预计在 2050 年之前,通过更大规模的普及,氢能源将占整个能源消耗量的大约 20%。数据显示,2017 年全球燃料电池机组数量增长 15%,达到 7 万多套。

面对这一发展趋势,美国、德国、日本、韩国等国家均在氢能基础研究、应用研究方面进行了大规模投入。在日本、美国、德国等地,氢燃料电池车部分已经投入使用。丰田 FCV 燃料电池商业车最大续航里程约 700 公里,美国 " 尼古拉 " 燃料电池拖车头最大输出 1000 马力,德国已批准燃料电池火车应用于商业化。

不仅是汽车,发电、工业能源、建筑等,同样是氢能和燃料电池的重要应用领域。在日本,家用燃料电池热电联供系统已投入使用,使家庭有了自己的 " 发电站 " 和 " 供暖站 "。航天领域,大推力火箭的动力来源也大多采用氢能。

中国企业、研究机构也在 " 紧盯 " 氢能源。2017 年 7 月,北京市科委、昌平区政府联合主办北京未来科学城氢能技术协同创新平台签约仪式,推动打造代表国内氢能领域最高科研水平的协同创新平台,首批签约的 12 家科研单位共有 24 个氢能研发团队。

清华大学核能与新能源技术研究院教授毛宗强介绍,我国有超强的氢气供应能力,目前氢气来源还是以煤炭、天然气为主,可再生能源制氢尚处于示范阶段。

成本高、氢站少氢燃料电池的短板

" 燃料电池汽车或者动力是我们未来车从化石燃料为主走向电动化路径当中非常重要的途径。" 中国汽车工业协会副秘书长许艳华说。近期在由中国汽车动力电池产业创新联盟燃料电池分会参与主办的 " 第一元素 "2018 氢能及燃料电池产业年度发展论坛上,氢燃料电池汽车未来路在何方成为最热的话题之一。

近两年,氢能及燃料电池行业正式进入产业化元年,国家与地方陆续发布了《" 十三五 " 战略性新兴产业发展规划》、《汽车产业中长期发展规划》,《上海市燃料电池汽车发展规划》等一系列政策及规划。氢燃料电池汽车已在上海、郑州、张家口、佛山、云浮、十堰等多地实现商业化运营。国内各大知名汽车企业纷纷布局,传统能源企业、汽车零部件企业、产业资本也相继在氢能及燃料电池产业加码投入。

国家很早就将氢燃料电池汽车列为新能源汽车三大发展方向(包括混合动力、纯电动、燃料电池)之一,然而与前两种新能源车相比,氢燃料电池汽车至今仍处于示范运营阶段。究其原因,氢燃料电池汽车的高制造成本和加氢站的布局偏少是制约产业发展的关键因素。

中国工程院院士凌文:建议将氢能纳入能源体系

低碳化转型发展是中国应对内外部新形势新挑战的共同要求。凌文认为,氢能开发与利用是能源清洁化发展的重要方向。在优化能源系统方面,氢能作为一种二次能源,可实现多异质能源跨地域和跨季节的优化配置,形成可持续高弹性的创新型多能互补系统;在提高能源安全方面,发展氢能源配合燃料电池技术,有助于大幅度降低交通运输业的石油与天然气等的消费总量,降低二者对外依存度;在提高可再生能源利用率、促进能源革命方面,氢作为能源互联媒介,可通过可再生能源电力制取,通过氢气的存储或气体管网的运输,实现大规模的储能及调峰,实现电网和气网的耦合,增加电力系统灵活性。

从国外看,已有多国政府出台氢能及燃料电池发展战略路线图,美国、日本、德国、韩国、法国等发达国家更将氢能规划上升到国家能源战略高度。

凌文引述国际氢能源委员会发布的报告称,至 2050 年,在全球范围内,氢能产业将创造 3000 万个工作岗位,减少 60 亿吨二氧化碳,创造 2.5 万亿美元的市场价值,氢能汽车将占全世界车辆的 20%-25%,承担全球 18% 的能源需求。

2018 年 10 月 12 日,由国家能源集团牵头组建的中国氢能联盟发布了《中国氢能产业研究报告(核心观点)》,认为未来氢能在我国终端能源体系占比至少要达到 10%,与电力协同互补,共同成为我国终端能源体系的消费主体。

凌文分析,我国氢能开发与应用已具备产业化基础,但还面临一些挑战,例如:与发达国家将氢能纳入国家能源体系不同,我国能源生产和消费结构中,还未将氢能纳入其中而将其作为一种具有发展潜力的能源对待;缺少立足长远的国家氢能产业发展顶层设计、政策保障体系与实施路线图;在核心技术、装备、技术标准方面与国外发达国家存在差距,应用基础设施差距巨大。

此外,氢在我国被列为危化品管理范畴,还未列入能源管理体系。凌文指出,这不利于氢能管理体系构建和相关产业政策的及时出台,也不利于社会公众消除 " 谈氢色变 " 的心理误区,容易阻碍 " 氢能社会 " 共识的达成和氢经济发展。

就此,他在发言中提出了相关建议:

一是建议国家组织相关部委研究将氢能纳入国家能源体系,推动氢能成为国家能源战略的重要组成部分,制定氢能产业发展战略及实施路线图,建立科学长效的产业发展扶持与激励政策。

二是建议明确氢能产业的行业主管部门并加强行业管理,加强行业发展战略、规范、行业协调与监管,推进氢能产业的科学发展。

三是建议制定研究设立氢能源及燃料电池国家重大专项工作方案,以氢能国际大科学大工程项目为抓手,积极参与并主导相关国际大科学工程科技创新,加快氢能源等相关领域全球协同科技创新,协同攻关掌握氢能关键核心技术,推动氢能产业的自主核心技术与装备发展。

水氢绿色旋风

自 2013 年以来,在东莞的樟木头,刮起了水氢 " 绿色旋风 " ——来自广东合即得能源科技有限公司研发团队研发的水氢技术氢气即产即用,降低了氢能使用成本,通过移动分布式制氢解决了氢能应用瓶颈。

水氢机是以甲醇和水的混合液作为原料,将其气化—催化整合—纯化从而产生高纯度氢气再利用氢气发电的一种新能源发电设备。水氢机具有便携可移动、原料来源广、氢气即产即用的特点。水氢机不但解决了氢气的储运难题,还将氢气的使用成本大大降低。并且维护频率低,污染程度极低。

水氢机可以减少碳烟颗粒物排放。据计算,如果水氢机应用在汽车上,水氢汽车可以 100% 减少硫氧化合物(SOX)、氮氧化合物(NOX)、颗粒物(PM2.5)等传统柴油汽车的污染排放。另外,水氢汽车具有内燃机汽车一样的高续航能力及燃料电池汽车的绿色环保性和纯电动汽车的便捷性,却没有加氢、充电难题。

行业对于水氢产业存在的最大担忧便在于一旦铺开推广应用,甲醇燃料是否足以供应。

当前我国已是全球最大甲醇生产国,来自中国氮肥工业协会统计数据显示,经历持续 10 余年的连续增长,截至 2017 年底,我国甲醇总产能已达到近 8400 万吨。该协会预计,2019 年,我国甲醇产能有望突破 9000 万吨。2020 年更有望突破 1 亿吨。

当前甲醇生产技术成熟,且成本要低于汽、柴油。可以说,中国煤炭资源丰富,仅以煤制甲醇便可保证我国百年能源安全,未来甲醇还可通过生物质、农作物秸秆等制取。随着技术的进步,通过加收二氧化碳制备甲醇,人们将源源不断获取清洁可再生能源。

为了培育水氢品牌,合即得也在着手打造水氢产业平台,今后,这个平台将是一个集聚 100 家水氢科技企业的联盟。

建设水氢产业生态文明,实现美丽中国,水氢擘画了生态文明建设新图景,水氢产业将推促人与自然和谐共生,一定能创造一个又一个绿色奇迹,以更多的优质生态产品满足人民群众新需要,滋养中华民族永续发展、生生不息。

素材来源:新华网

注:本文信息仅供分享交流

作者:广东合即得

来源:第一电动网(www.d1ev.com)

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