作者:李晨阳 来源:中国科学报 发布时间:2019/11/29 14:57:04
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“氢潮”而来,理性以待
 
 
“这两年,氢能在我国掀起了非常大的热潮。” 在日前举办的2019中国电机工程学会年会上,中国工程院院士、中国矿业大学教授彭苏萍谈起今年8月中国工程院举行的一场氢能项目咨询会。会议吸引了国内39个省、市级政府和100多家企业,本来准备的300人小会场,最后来了将近700人。
 
而与中国这股热浪形成鲜明对比的,是美国正在冷却的氢能潮。“今年4月我去美国参加的一场氢能大会,实际到会也不过300多人。”彭苏萍说。
 
能源新“贵”
 
众所周知,美国政府曾经对氢能寄予厚望。
 
早在1996年,美国国会便通过了未来氢能法规。2003年,美国进一步启动氢能源计划,以期推动美国向以氢能源为基础的能源体系转变。同年美国前总统布什提出了一项12亿美元的“无污染”氢动力汽车计划,被认为是迈向“氢经济”的重要一步。
 
“可是20多年过去了,美国的氢能可以说没有很好地推下去。”彭苏萍说,原因除了技术限制外,还有较高的成本。
 
他介绍,当前主要的制氢路线有煤制氢、天然气制氢、工业副产品制氢和电解水制氢。其中充分电解水制氢的成本是最高的。而相对最便宜的煤制氢,却又难以解决二氧化碳排放的问题,不是真正意义上的清洁能源。如果将煤制氢技术与碳捕捉技术配套使用,减少碳排放,那么综合成本将与天然气制氢成本相当,大约11 ~ 17元/kgH2。
 
当前有不少人看好所谓的“三弃”——“弃风”“弃光”“弃水”制氢,似乎这是消纳可再生能源、变废为宝的一个好办法。
 
但彭苏萍对此持保留意见:“我国在可再生能源基础设施开发建设上的投资是很大的,这个成本不容忽视。”在他展示的图表上,弃风制氢的成本约为13 ~ 23元/kgH2,显著高于天然气制氢、焦炉煤气制氢和生物质气化制氢等途径。
 
不过彭苏萍同时也强调,如果能够实现更大的规模化生产,制取氢气的生产成本是有希望进一步降低的。
 
除制氢成本高昂外,储氢、运氢等配套环节的成本也居高难下。
 
“储运氢是目前制约氢能市场的主要环节。” 北京低碳清洁能源研究院氢能技术开发部经理何广利对《中国科学报》说,“按照现有的储运技术,把氢气装好运出300到400公里,花费就已经赶上了制氢的成本。”
 
中国电机工程学会年会上发布的《中国电机工程学会专业发展报告(2018-2019)》显示,综合评估制氢、储运氢、氢发电这三大环节,我国的氢储能关键技术尚处于起步阶段,与国际水平还存在一定差距。
 
“热”力不均
 
放眼我国的氢能发展现状,最受追捧的当属氢燃料电池汽车。何广利指出,这股氢能热潮,热得并不均衡。
 
“燃料电池汽车固然是一个很好的切入点。”他说,“但日本和欧洲目前在推进的‘大氢能’概念,是一个各方面均衡发展的氢能格局,交通只是其中的一个方面。”
 
中国氢能发展偏重燃料电池汽车的局面,既有一定历史因素,也受到了国际大环境的影响。2008年美国削减氢燃料电池汽车项目支持的信号,曾显著挫伤国内相关产业的积极性;2014年底日本丰田公司发布全球首款量产氢燃料电池汽车的捷报,又让国内一批企业和投资方重振信心。
 
“受国际上技术突破的影响,从2015年开始,中国的氢能产业就开始逐渐升温。”何广利说。
 
这股缓慢攀升的热浪,借着2019年氢能首次被写进《政府工作报告》的契机,跃升至一波新的高潮。
 
与此同时,随着国际氢能委员会的成立和日渐壮大,世界上不少国家也开始认识到发展氢能的重要性。最典型的案例当属韩国和澳大利亚——这两个此前在氢能问题上态度保守的国家,从去年下半年开始,对相关产业的态度明显变得积极起来。
 
“不论从内部环境还是外部环境来看,氢能都正在摆脱小众和非主流的地位,迎来了一个火热的大趋势。”何广利说。他认为,在这样的良好局面下,中国也应当突破目前的应用局限性,去开拓氢能更多的可能。
 
2019年东京举行的第二届氢能部长级会议所勾画出的氢能蓝图,涵盖了 “电力,热力,运输,建筑和工业”等诸多领域。目前日本正在推进的家庭热电联供系统装置,在商业化进程上已经超过了氢燃料电池汽车,成为氢能应用拓展上一个值得借鉴的范例。
 
道阻且长
 
在美国逐渐遇冷,却在更广泛的范围内日益受宠。各国对氢能的态度为什么表现出明显的差异?
 
“各国的能源形势并不一样。”何广利说,“美国的各类能源相当富足,而中国的很多能源政策都是为了摆脱对进口石油和进口天然气的依赖。如果以氢能这种二次能源为杠杆,让我国依靠丰富的煤炭资源和可再生能源,就能满足自己的清洁能源需求,这将是非常重大的战略意义。”
 
但我国的氢能发展依然面临着诸多障碍。彭苏萍指出,目前氢能仍未正式纳入我国的国家能源体系;相关核心设备依然主要依靠进口,一些关键技术存在短板,缺乏完备的产业技术体系;能引导产业健康发展的政策、产业标准法规体系依旧缺乏;包括制氢设施、氢能储存与输送设施、加氢站布局及氢安全辅助设施等在内的氢能基础设施发展滞后。
 
他建议,应当尽快明确氢能产业主管政府部门,并出台制定国家层面的氢能经济发展路线图;将氢能从危化品管理拓展到能源品种管理,建立健全产业政策、安全监管及技术标准体系;设立氢能源与燃料电池国家重大专项和国家重点实验室,系统开展制-储-输-用氢关键技术研究,推进核心材料和装备的国产化。
 
氢能是不是21世纪的终极能源?对这句常常见诸报端的话,业内争议犹在。几位受访专家表示,应当尊重能源技术发展的固有周期和规律。比起轻言“终极”,更重要的是走好眼下的路。

 

 
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