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氢能社会蓝图虽美 还需上下游产业共努力

   近日,中国氢能联盟举办“2018年中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛”,论坛上同步发布了《中国氢能源及燃料电池产业发展研究报告》核心观点。
 
氢能社会蓝图虽美  还需上下游产业共努力
 
  到2050年,氢在我国终端能源体系占比至少要达到10%,成为我国能源战略的重要组成部分。
  近日,中国氢能联盟举办“2018年中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛”,论坛上同步发布了《中国氢能源及燃料电池产业发展研究报告》核心观点,该核心观点做出以上估计。
  氢能被视作21世纪最有发展潜力的清洁能源。不过仅仅有潜力是不够的,要进入寻常百姓家,整个产业都需要客观对待优势与短板,上下而求索。
 
  安全可控,不必谈氢色变
  “氢能的广泛应用将促进我国能源转型升级。”中国氢能联盟专家委员会主任余卓平在发布《报告》核心观点时说,目前我国能源体系存在不安全、不平衡、不可持续等突出问题。
  从能源安全角度来看,2017年中国石油进口量突破4亿吨,对外依存度高达68.85%。
  中国是煤炭大国,但清洁化水平有待提高,碳排放量大,散烧煤污染严重。目前国内可再生能源并网消纳困难,2017年可再生能源发电量占比仅增加0.7%,全年弃可再生能源电量达1007亿千瓦时。
  电力是我国终端能源消费的主体,但其最大问题在于难以存储。可再生能源的不确定性则会影响电力系统的安全稳定运行。
  而氢能作为二次能源,恰恰具备上述传统能源所不具备的众多优势。余卓平介绍,氢能属于零碳能源,其利用的最终产物只有水。而且氢能非常高效,热值是汽油的3倍,氢燃料电池的效率可达60%。氢能可以作为电、热、气等能源互联的媒介,是在可预见的未来实现跨能源网络协同优化的唯一途径。
  中国工程院院士、国家能源集团科学技术委员会常务副主任顾大钊表示,氢能还可以将无法消纳的电能进行电解水制氢存储起来,弥补电能在存储方面的不足。
  虽然氢能具有种种优点,但有人依然对其安全性有顾虑。《报告》核心观点则认为,氢能是安全可控的。虽然氢气燃烧点能量低,但密度小,易挥发易扩散,扩散系数是汽油的12倍,发生泄漏时迅速向上逃逸并扩散,使浓度稀释。
  “很多人对氢能有些担忧,觉得氢能非常危险,其实通过专业人士和专业的手段、流程对氢能进行处理,可以实现非常安全的使用。”美国空气化工产品公司亚洲区总裁莫炜邦说。
 
  发展元年,产业前景广阔
  “可以将2018年定义为中国氢能源及燃料电池的产业发展元年。”中国氢能联盟理事长凌文表示。
  凌文解释说,前期国内各家企业、大学、科研机构在氢能源及燃料电池产业方面开展了很多研发、探索、实践。而随着今年2月中国氢能联盟的成立,氢能源及燃料电池产业有组织、有计划、有方向的集群攻关开始逐步形成,与此同时,产业发展线路谋划、公众科普、向政府部门建言制定产业政策和标准规程的工作也稳步推进。
  《报告》认为,中国在发展氢能产业方面重要优势之一就是拥有丰富的氢源基础。
  余卓平介绍,当前国内煤气化制氢1000万吨,天然气制氢300万吨以上,石油制氢300万吨,工业副产气约800万吨,电解水制氢约100万吨。
  “煤制氢不仅成本低,而且目前国内的制氢规模非常大。”顾大钊说,据估算,仅国家能源集团每年制氢能力就可以驱动4000万辆小轿车。
  余卓平介绍,电解水制氢与煤制氢是未来中远期的主要制氢技术路线。利用我国丰富的煤资源与可再生资源制氢,具有经济可行性,完全可支撑我国中远期氢能发展的愿景。
  “氢和燃料电池将是继煤和蒸汽机、石油和内燃机之后的第三代主要车用能源动力组合,产业发展前景广阔。”《报告》认为,目前全球氢能与燃料电池产业刚起步,随着氢燃料电池技术的不断突破,交通领域是产业发展重要突破口,发展机会巨大。
  顾大钊介绍,目前国内各地运营的氢燃料电池车已突破百辆级别。在辽宁新宾有50辆燃料电池车陆续运营,河北张家口有70辆燃料电池车,上海有100辆燃料电池车陆续运营,广东佛山有35辆燃料电池车。
  与美国和日本不同的是,中国燃料电池汽车优先发展的是长续航里程运营型汽车,如物流车和客车等。但在“2018年中国(海口)氢能源及燃料电池产业高峰论坛”上,四家国内企业签署《200吨级以上氢能重载矿用卡车研发合作框架协议》,这标志着继客运公交专线之后,中国氢能和燃料电池产业化发展在交通领域又迈出新步伐。
 
  加大投入,机遇挑战并存
  “相信通过有序发展,中国氢能及燃料电池产业将实现技术快速进步,大量创新成果爆发式涌现,氢能实现可持续开发,在小汽车、轨道交通、船舶、航天、物流系统、矿用车等领域广泛应用,最终形成‘氢能社会’。”凌文说。
  以乘用车为例,凌文认为,到2020年将实现5000—10000辆燃料电池车运行,运营在建加氢站100座;到2030年,发展100万辆燃料电池车,在建加氢站1000座;到2050年,氢燃料电池车和发电均实现大规模应用,氢能成为能源消费中的重要选择。
  顾大钊指出,作为衡量氢能产业发展水平的标准,更为核心的问题是,一定要将氢能和燃料电池产业相关的核心技术掌握在手里。
  《报告》显示,国内氢能和燃料电池产业相关技术有些与国外水平接近,还有一些与国外差距明显,这些“卡脖子”技术分布在氢能产业的多个环节。
  例如,在储氢环节,车载储氢罐和碳纤维是瓶颈;在加氢站环节,氢气压缩机和加氢机技术与国外差距较大;在燃料电池环节,双极板表面处理、膜电极喷涂设备等是弱项。
  “基础设施发展滞后已成为国内氢能应用推广的主要障碍。”顾大钊介绍,中国已建成正式运营的加氢站约15座,其中约10座为固定式,且大部分加氢站的加氢能力约200公斤以下。其背后原因有核心设备技术指标落后、现阶段氢气需求量小、投资成本高等。
  顾大钊认为,与国外氢燃料电池产业发达国家如美国、日本相比,我国需要加大对基础设施的投入力度。
  在政策与法规层面,《报告》指出,氢目前未作为我国能源体系的组成部分,氢能只是新能源汽车产业规划的一部分内容,国家层面缺乏顶层设计与战略规划。
  但专家们表示,中国氢能的发展无疑正在走向正轨,中国的“氢能社会”也将逐步变成现实。
 
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