專家視角
近日,央視《對話》特邀中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)教授郭烈錦,南方科技大學(xué)清潔能源研究院院長、澳大利亞國家工程院外籍院士劉科,北京億華通科技股份有限公司董事長張國強(qiáng),寶豐能源集團(tuán)總裁劉元管,解讀氫能時代到底還有多遠(yuǎn)。
氫能,作為一種高熱值、零污染的能源,對于促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)脫碳,特別是在工業(yè)和交通領(lǐng)域有著不可或缺的替代作用。不久之前,我國出臺了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》,首次明確地提出氫在能源體系當(dāng)中所占的重要地位。近日,央視《對話》 欄目特邀嘉賓為您深度解讀氫能時代到底還有多遠(yuǎn)。
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為什么我們需要氫能?
氫能,作為一種高熱值、零污染的能源,對于促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)脫碳,特別是在工業(yè)和交通領(lǐng)域?qū)l(fā)揮不可或缺的替代作用。
中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)教授郭烈錦:氫能它是跟電一樣,是一種二次能源,它是由一次能源通過人工加工的辦法制取的一種能源,電它是一個過程性的能源,它沒法直接存儲,而氫本身它是可以直接生產(chǎn)、直接存儲、直接使用,而且很容易轉(zhuǎn)化,氫和電之間又可以互換互補(bǔ),是形成一種比較完美的高效轉(zhuǎn)化、清潔轉(zhuǎn)化的一種氫電互補(bǔ)的體系的。所以我們推動氫能的發(fā)展,是圍繞使得我們?nèi)祟惖挠媚艿墓┙o體系逐步地走向無氮、無碳。
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氫能安全嗎?
人們對氫的認(rèn)識不夠深,不夠廣,對氫大家總有很多誤解。
郭烈錦:氫跟燃?xì)庖粯樱热缯f從4%到75%,它有都有可能爆炸。但是氫分子是最小的,擴(kuò)散速率也是最快的,特別是開放空間中,要聚集到高濃度是很困難的。而且氫的爆炸它是有條件的,比如說它是要有見到明火,到達(dá)燃點以上,它的濃度還要達(dá)到相應(yīng)的爆點的濃度,才會出現(xiàn)爆炸,它與常規(guī)的燃料比起來,它實際上比燃?xì)獾绕渌剂线€是更安全的。
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氫能汽車讓你擺脫“里程焦慮”?
郭烈錦:實際上在加氫站,比如說它一次注滿氫5公斤,大概也就3到5分鐘,小汽車是可以跑500公里以上。所以如果我們的加氫站的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),而我們氫的源是可保證的條件下,這個“里程焦慮”是完全沒有必要的。
郭烈錦:現(xiàn)在比較容易做到的是汽車使用氫燃料電池的車,讓能量效率更高。那么在工業(yè)過程中,實際上有大量可以用氫的地方。比如說我們在各種工業(yè)過程中使用的化石燃料煤炭、天然氣、石油作為原料或者作為能源來供給的過程,實際上都有可能在過程中采用氫來作為替代,使這個過程更為清潔,更為高效。
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氫能汽車能否替代電動汽車?
寶豐能源劉元管:氫能的基礎(chǔ)設(shè)施還不完善,特別是加氫站,這是一個很現(xiàn)實的問題,第二個還有經(jīng)濟(jì)性的問題,買車的成本,運(yùn)營的成本,這兩個都得考慮。還有一個它的動力特性,安全性方面也應(yīng)該認(rèn)真對待,咱們國家現(xiàn)在有沒有一系列完整的乘用車用氫的標(biāo)準(zhǔn)體系?
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是否要做這樣一個投資(建設(shè)加氫站)?
寶豐能源劉元管:首先要看這個氫是什么氫。傳統(tǒng)是化石能源制氫,還有工業(yè)副產(chǎn)的氫,另外就是可再生能源制氫。也有一種說法叫灰氫、藍(lán)氫、綠氫。下一步化石能源制氫肯定要嚴(yán)控,工業(yè)副產(chǎn)的氫如何充分利用,可再生能源制氫一定要大力發(fā)展。我為什么講這個前提?這與加氫站的規(guī)劃關(guān)系非常密切。
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所以您想做的加氫站是什么樣子的?
寶豐能源劉元管:一個是怎么樣把工業(yè)副產(chǎn)的氫充分合理利用,首先圍繞著工業(yè)布局,選址要科學(xué);第二個,像新能源比較富集的地區(qū),工業(yè)園區(qū)、礦區(qū)、城市里都可以優(yōu)先發(fā)展,這樣就解決了就地消納的問題,就可以把成本降下來。
劉科院士:我非常同意劉總的,我們有大量的煉油廠,我們現(xiàn)在需要氫,都是拿化石能源制氫。這些可再生能源制來的氫,也可以把它補(bǔ)上去,都可以降低中國的二氧化碳排放,都可以減低中國的石油進(jìn)口度。同時在這個過程中,我們的可再生能源的制氫能力起來了,在一定的固定區(qū)域里邊我們再設(shè)綠色加氫站。
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在儲運(yùn)這個領(lǐng)域,他的難度難在什么地方,
有沒有破解之道?
寶豐能源劉元管:各種儲運(yùn)方式當(dāng)中,用管網(wǎng)輸送毫無疑問是最便宜的,碳排放70%以上是由于工業(yè)生產(chǎn)造成的,交通只占10%左右,建筑、生活大概剩下的還占到百分之十幾,大體上是這樣一個比例。如果有這樣一個全局的概念,可能對管網(wǎng)建設(shè)的必要性就會作出重新的判斷。所以結(jié)論是輸氫管網(wǎng)有必要建設(shè),而且需要盡早規(guī)劃、加快建設(shè)。
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制氫怎樣又干凈又便宜?
寶豐能源劉元管:我們2019年就搞了一個工廠,利用太陽能光伏電站發(fā)的綠電,對水進(jìn)行電解,生產(chǎn)綠氫、綠氧。單臺電解槽的規(guī)模我們現(xiàn)在已經(jīng)做到了一千標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時,目前我們已經(jīng)形成了每小時3萬立方米的制氫能力。將來我們的目標(biāo)是逐步地發(fā)展到百萬噸級,一個是逐步向氫能交通發(fā)展,另外是向氫能的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
在控制成本方面,除了技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新之外,還有一個問題,實際上電解水制氫用的是直流電,但是新能源發(fā)的電發(fā)出來是直流的,把它變成交流的,上了網(wǎng)從網(wǎng)上下來再把它變成直流的,這個過程實際是要耗能的,這些方面都可以研究。
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考慮到了盈利問題嗎?有時間表嗎?
寶豐能源劉元管:我們現(xiàn)在的制氫成本,大概可以控制在1塊錢以下。但是前提是我們的電站離網(wǎng)運(yùn)行,這就需要國家在這些方面給予政策的支持。一般新能源發(fā)電以后,大家都要上網(wǎng),如果有條件離網(wǎng)運(yùn)行,這就給我們降低成本創(chuàng)造了很好的條件。比如電價鼓勵政策,現(xiàn)在我們發(fā)出了電,上網(wǎng)以后要交上網(wǎng)費(fèi),再下來,自然電價里就含了上網(wǎng)費(fèi),而電費(fèi)在電解水的制氫成本里占到了70%以上,這是成本的大頭。如果離網(wǎng)運(yùn)行,至少上網(wǎng)費(fèi)的費(fèi)用就省下來了,成本就降下來了。另外是土地,西部地區(qū)除了風(fēng)光資源比較豐富之外,其實它有大量的荒漠化的土地可以利用。把這兩個問題解決了以后,實際上就意味著我們的電力成本可以把它降到一個比較低的水平,電力成本降下來了,自然可以把綠氫的成本降下來。
劉科院士:我非常同意,今后要讓可再生能源大發(fā)展,就必須要離網(wǎng)運(yùn)行。那么在西部很重要的一點,你允許離網(wǎng)了,它本來是直流電,你沒必要變成交流電,然后最后回來又變成直流電。西部的太陽能資源、風(fēng)能資源很多,就讓它離網(wǎng)運(yùn)行,產(chǎn)生綠氫。但是氫氣運(yùn)輸又很難,除非未來中央要下決心,要搞一條長距離的輸氫管線,否則氫氣又很難輸過來。那怎么辦呢?就和他們的煤化工園區(qū)結(jié)合,把綠氫、綠氧變成一個綠色的液體,拿火車也可以拉,管線也可以輸送。