專(zhuān)家視角
中國(guó)工業(yè)和信息化部原部長(zhǎng)、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李毅中近日在一次公開(kāi)會(huì)議上表示,中國(guó)為履行《巴黎協(xié)定》作出了實(shí)實(shí)在在的努力,成效有目共睹。
按照2015年巴黎氣候變化大會(huì)通過(guò)的《巴黎協(xié)定》框架要求,中國(guó)提出到2030年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%至65%。
李毅中指出,嚴(yán)格控制溫室氣體二氧化碳排放,防止氣候變暖給人類(lèi)帶來(lái)災(zāi)難,這是全世界的共識(shí)和行動(dòng)。根據(jù)有關(guān)公開(kāi)數(shù)據(jù)可計(jì)算出,2019年中國(guó)能源排放強(qiáng)度比2005年累計(jì)下降超過(guò)50%,由此看實(shí)現(xiàn)降低二氧化碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)是有把握的。
李毅中還表示,當(dāng)前中國(guó)工業(yè)耗能占總耗能比例、煤炭占能源消費(fèi)比例均高于全球水平,非化石能源占比則低于全球。未來(lái)減少二氧化碳排放重在工業(yè),重在煤炭清潔高效利用。他同時(shí)建議,官方對(duì)煤化工、煤制氫等排放二氧化碳應(yīng)盡快制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并嚴(yán)格執(zhí)行,從而使減排減碳目標(biāo)任務(wù)落到實(shí)處。
他并表示未來(lái)中國(guó)二氧化碳減排重在工業(yè),在加強(qiáng)煤炭清潔高效利用,應(yīng)關(guān)注煤化工、煤制氫等。但在目前技術(shù)條件下,要防止盲目發(fā)展煤化工、煤制氫,要避免造成生態(tài)破壞、氣候變暖等新的風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)家應(yīng)對(duì)煤化工、煤制氫等排放二氧化碳制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并嚴(yán)格執(zhí)行。
以下為李毅中發(fā)言整理:
獲得氫源的幾種途徑
氫能產(chǎn)業(yè)鏈包含制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注、應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)。后三個(gè)環(huán)節(jié)在我國(guó)都取得了進(jìn)展,工藝和設(shè)備自主可控,盡管還有很多關(guān)鍵技術(shù)尚待突破,但是取得了很大進(jìn)步,燃料電池已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用了。但是對(duì)氫氣的研究不夠,自然界沒(méi)有氫源,氫氣是二次能源、二次制備。制氫是一個(gè)老話(huà)題,也是一個(gè)新話(huà)題,氫氣經(jīng)過(guò)燃料電池轉(zhuǎn)化為電,開(kāi)辟了新動(dòng)能、產(chǎn)生了新需求、也伴隨著新問(wèn)題,因此,需要認(rèn)真研究,科學(xué)把握。
一般的說(shuō),制備氫氣有幾種途徑。
◎化石能源制氫
化石能源包括煤、天然氣、石油,一般不是以氫氣為最終產(chǎn)品,而是把它作為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品,或者用于深加工提高產(chǎn)品質(zhì)量和收入。
煤炭制氫。主要是用生產(chǎn)水煤氣的方式來(lái)產(chǎn)氫,同時(shí)又伴生了一氧化碳、二氧化碳。如果把氫作為目的產(chǎn)品,不可逾越的問(wèn)題是二氧化碳怎么辦。生產(chǎn)1公斤氫,要伴生5.5——11公斤二氧化碳。二氧化碳是第一厲害的溫室氣體,大量排放會(huì)導(dǎo)致氣侯變暖,是全人類(lèi)的災(zāi)難,因此絕不允許大量排放?,F(xiàn)在,二氧化碳的普及應(yīng)用尚在實(shí)驗(yàn)中,在當(dāng)下的技術(shù)條件下,雖然化學(xué)能源制氫技術(shù)是成熟的,但是路徑并不可取。
甲醇制氫。甲醇制氫同樣會(huì)伴生7倍的二氧化碳,而且甲醇是用煤制得的,不能本末倒置。
近日,世界能源理事會(huì)把這種伴有大量二氧化碳排放的氫稱(chēng)為“灰氫”;把二氧化碳通過(guò)捕集、埋存、利用,從而避免了大量排放的氫,稱(chēng)為“藍(lán)氫”。顯然,灰氫是不可取的,灰變藍(lán)才可以用。二氧化碳不能大量排放,要盡快攻關(guān),二氧化碳的捕捉、利用、封存,要堅(jiān)決實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
◎工業(yè)副產(chǎn)氫
第一種工業(yè)副產(chǎn)氫是石化副產(chǎn)氫。氫氣是石油化工寶貴的資源,通過(guò)加氫處理,可以提高石化產(chǎn)品的質(zhì)量和收益。據(jù)我知道,石油化工行業(yè)對(duì)副產(chǎn)氫基本做到了能收盡收、能用盡用,即使有少量還不能回收的氫也混入燃料氣,作為燃料使用。從化工尾氣中回收的氫氣,是不是有較多的余量外用需要研究、協(xié)調(diào)、平衡。
第二種工業(yè)副產(chǎn)氫是焦?fàn)t氣副產(chǎn)氫。焦?fàn)t氣是把煤里面含有的氫釋放出來(lái),不是水煤氣產(chǎn)生的。焦?fàn)t氣含氫約60%,其余產(chǎn)生的是甲烷。甲烷是第二種最厲害的溫室氣體,也不能放空。煤焦化的主產(chǎn)品是焦炭,主要用于煉鐵,大概煉1噸鐵要用0.34噸焦炭。去年全國(guó)的粗鋼產(chǎn)量是9.3億噸、焦炭產(chǎn)量4.4億噸,這4.4億噸焦炭主要是給鋼鐵行業(yè)用的。如果把焦?fàn)t氣作為主產(chǎn)品,盲目擴(kuò)大能力,就會(huì)造成焦炭的產(chǎn)量嚴(yán)重過(guò)剩。煉焦本身就是高污染,因此要防止焦炭產(chǎn)能過(guò)剩。
◎電解水制氫
潔凈“綠氫”是方向。電解水制氫需要研究的問(wèn)題一是耗電過(guò)高,要大量減少電解水的耗電,提高制氫的效率。二是要用清潔電源,要用風(fēng)電、水電、用清潔能源去電解水,如果用火電去電解水就沒(méi)有意義了。要建分布式電網(wǎng),火電不能混入。三是利用棄水、棄風(fēng)、棄光三種電量是可能的。減少“三棄”可以攤薄企業(yè)總發(fā)電成本,這需要政策。是不是能把“三棄”的電很便宜的給予電解水用?電解水企業(yè)也要核算。
綜上所述,希望業(yè)界在治理燃料電池攻關(guān)的同時(shí),也要關(guān)注氫氣的來(lái)源,尋求環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、可靠的氫氣制備途徑。至于其他方式制氫,比如核能制氫、太陽(yáng)能制氫、生物制氫,都還在實(shí)驗(yàn)室研究之中,真正成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,恐怕還有很長(zhǎng)的時(shí)間。
氫氣的制備要與儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加注、運(yùn)用協(xié)同,產(chǎn)業(yè)鏈要協(xié)調(diào)發(fā)展,落實(shí)了氫源,才能使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈成為有源之水、有本之木。反過(guò)來(lái),氫源不落實(shí),那就是無(wú)源之水,無(wú)本之木。
制氫的選擇要保證安全性 能效性
制氫路徑在工藝成熟可靠的基礎(chǔ)上,要科學(xué)把握它的特殊要求。環(huán)保評(píng)價(jià)前面已經(jīng)說(shuō)了:灰氫不可取,藍(lán)氫可以用,廢氫可回收,綠氫是方向。對(duì)于經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、安全評(píng)價(jià)、能效評(píng)價(jià),也應(yīng)該高度關(guān)注。
經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)包括購(gòu)車(chē)、能耗、維修養(yǎng)護(hù)等多方面,我今天就談?wù)勚茪涞哪芎脑u(píng)價(jià)。對(duì)于已有的各種制氫工藝技術(shù)的成本,有不同的數(shù)據(jù),我看到很多種不同的制氫路線(xiàn)的成本,總的看是估低了。煤制氫每公斤是10元錢(qián),天然氣、石腦油、重油、甲醇制氫每公斤是17元,副產(chǎn)氫回收每公斤21元,電解水制氫每公斤30元。
在成本價(jià)的基礎(chǔ)上,要注意幾點(diǎn):一是要計(jì)算氫氣的完全生產(chǎn)成本,應(yīng)該包括折舊、稅金、人工費(fèi),以及各項(xiàng)費(fèi)率。比如財(cái)務(wù)費(fèi)用、銷(xiāo)售費(fèi)用、管理費(fèi)用,還有制氫廠的合理利潤(rùn),從而形成經(jīng)濟(jì)的出廠價(jià)。二是要計(jì)算氫氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和加注成本,加氫站和制氫廠之間是有距離的,運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加注也需要成本、也需要稅費(fèi)、也要有一定的利潤(rùn),從而形成燃料電池車(chē)用氫的零售價(jià)。用這個(gè)完整的市場(chǎng)價(jià)與汽油的市場(chǎng)零售價(jià),與相應(yīng)電價(jià)加充電站的成本費(fèi)用相比才公平合理。
我看到過(guò)一些論文,用氫的成本價(jià)和汽油的零售價(jià)去比較,這個(gè)不公平也不合理,現(xiàn)在汽油的零售價(jià)中40%是稅,直接用氫的成本價(jià)和汽油的含稅零售價(jià)比是不合理的。因此要提出相應(yīng)的政策支持和要求,國(guó)家應(yīng)該減稅、免稅、應(yīng)該給補(bǔ)貼,這是合理的,也是合情的,實(shí)際上也應(yīng)該這樣做。
我們相信,隨著制氫工藝設(shè)備的改進(jìn)和完善,氫氣會(huì)有較大的降價(jià)空間,已顯示出其有競(jìng)爭(zhēng)力的經(jīng)濟(jì)性。還有使用小型電解水制氫裝置與加氫、加注的設(shè)備合一,加氫站自己有個(gè)小電解水制氫裝置,就可以減少儲(chǔ)存運(yùn)輸成本,氫的價(jià)格就可以低一點(diǎn)。
用氫的安全保障是社會(huì)關(guān)注的第一熱點(diǎn)。采用安全可靠的技術(shù)裝備,可以提供制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加注和用氫全產(chǎn)業(yè)鏈的安全保障,對(duì)這一點(diǎn)不能質(zhì)疑。我們現(xiàn)在的技術(shù)和裝備是可靠的,能保證氫產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的安全,今后會(huì)更安全。但這并不意味著可以改變氫氣的自燃屬性,氫氣易揮發(fā),其爆炸期限很寬,4%——75.6%,僅次于乙炔。我們可以用技術(shù)裝備保障它的安全,但是不能替代使用安全。我們不能改變氫的自燃屬性,在氫氣的全產(chǎn)業(yè)鏈中,都要把安全放在首位。
至于用氫的效能,一是要考慮制氫的效率。將所產(chǎn)氫氣的單位熱值作為分子,將制氫過(guò)程中的單位能耗作為分母,這兩個(gè)的比值現(xiàn)在大概是60%,太低了,要提高制氫的效率。二是期望提升氫氣用在乘用車(chē)上的能效。乘用車(chē)百公里耗氫1kg,電解水制氫1kg耗電56KWh,而電動(dòng)乘用車(chē)百公里耗電15KWh-20KWh,一對(duì)比就明顯看出現(xiàn)在的燃料電池水平還很不夠。燃料電池乘用車(chē)的性能要進(jìn)一步提升,使百公里耗氫有較大的下降,同時(shí)大力減少電解水的耗電,這樣才能顯示較好的能效性。
積極發(fā)展節(jié)能與新能源汽車(chē)是必然的趨勢(shì)
2012年,科技部和工信部組織業(yè)界討論,確定了新能源汽車(chē)的技術(shù)路線(xiàn),制定了節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。新能源汽車(chē)包括純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)以及燃料電池汽車(chē)。電動(dòng)車(chē)的產(chǎn)量、保有量,中國(guó)都占全球一半。電池、電機(jī)、電控都接近或者達(dá)到國(guó)際水平,充電樁建設(shè)也相應(yīng)加快了,電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)由培育期進(jìn)入了成長(zhǎng)期,但是還有很多問(wèn)題沒(méi)解決,要加快技術(shù)創(chuàng)新,要堅(jiān)持不懈努力,推動(dòng)燃油車(chē)的替代。
燃料電池車(chē)的研發(fā)、研制也取得了進(jìn)展,它適用于客車(chē)、貨車(chē),有特定的應(yīng)用場(chǎng)景,更顯它的優(yōu)勢(shì)。比如它的工藝制造、續(xù)航能力、充氣時(shí)間短、低溫起動(dòng)性好等,可以成為新能源汽車(chē)大家族中的重要成員,有良好的發(fā)展前景,但是需要全盤(pán)考慮、縝密規(guī)劃、攻堅(jiān)克難、有序發(fā)展。
科技決定未來(lái)的能源,氫能源的科技攻關(guān)還要加大力度。新能源汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē),還有燃料電池汽車(chē)要梯級(jí)發(fā)展,防止顧此失彼,要靠科技開(kāi)發(fā),加快研發(fā)研制和產(chǎn)業(yè)化。