核心觀點(diǎn)摘要:
◎ 氫能是未來能源體系的重要組成部分,將氫能以終端能源的身份納入到能源體系,是構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效能源體系的重要途徑。
◎ 氫能的應(yīng)用能夠釋放可再生能的產(chǎn)能,其動(dòng)力的應(yīng)用有效替代油氣,能夠有效減少油氣的進(jìn)口依存度。
◎ 氫能作為二次能源,要達(dá)到清潔、低碳、安全、高效的使用效果,在制備時(shí)一是要盡量使用一次能源直接制氫,二是要盡量使用無碳一次能源制氫,三是盡量使用水制氫。氫能的理想應(yīng)用模式是形成在光能、風(fēng)能驅(qū)動(dòng)下的水循環(huán)。
◎ 當(dāng)前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)火爆,大量的資本和人才快速匯聚,創(chuàng)新和應(yīng)用成果此起彼伏,但是行業(yè)起步較晚,面臨問題較多,主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:一是國(guó)家層面缺乏頂層設(shè)計(jì),定位和方向尚不完全明確。二是關(guān)鍵技術(shù)積累較少,與國(guó)際先進(jìn)水平有差距。三是政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)不完善,行業(yè)秩序未建立。
以下為李連榮發(fā)言整理:
今年3月,關(guān)于氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題寫入了我國(guó)年度政府工作報(bào)告,6月G20峰會(huì),能源與環(huán)境部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議上對(duì)氫能經(jīng)濟(jì)做了充分的肯定,并達(dá)成了組建跨國(guó)氫能及燃料電池創(chuàng)新聯(lián)盟的框架協(xié)議。10月份的國(guó)家能源委員會(huì)上,克強(qiáng)總理要求探索氫能的商業(yè)化路徑,幾乎在同一個(gè)時(shí)間段,日本首相安倍晉三表示未來十年將投資30萬億日元用于氫能等環(huán)境技術(shù)的研究與開發(fā)。本月,歐盟提出“清潔氫能伙伴計(jì)劃”,擬在2030年前通過520億歐元投資清潔氫能產(chǎn)業(yè)鏈,以打造可持續(xù)的能源體系。
01、全球氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段
種種跡象表明,全球氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段,氫能是未來重要的能源形式,氫能的使用符合大多數(shù)國(guó)家對(duì)未來能源發(fā)展的需求,更符合我國(guó)清潔、低碳、安全、高效的能源政策。
氫能的制備可以做到不含任何雜質(zhì),氫能應(yīng)用只產(chǎn)生水,所以氫能是清潔能,氫能不同于煤炭、石油、天然氣等化學(xué)能源,氫能可以做到徹底無碳。氫能是安全能源,氫的爆燃有一定條件,從技術(shù)上完全可以控制。氫能的質(zhì)量功率密度是當(dāng)前使用能源當(dāng)中最高的,并且氫能的使用效率也很高,氫燃料電池的使用效率可以達(dá)到70%以上。氫能是未來現(xiàn)實(shí)的終端能源,雖然至今尚未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的自然存在的氫單質(zhì),但是氫元素在地球上儲(chǔ)量豐富,能夠支撐循環(huán)利用,氫能容易獲取,渠道廣泛。氫主要以化合物的形式存在,氫的獲取需要外部能量,因此氫能是二次能源,是能源的搬運(yùn)工。
從屬性上來看,氫氣從化工屬性擴(kuò)展到了能源屬性,從能源屬性上來看,氫氣具有儲(chǔ)能的特征,將抽象的能源轉(zhuǎn)換為物質(zhì),以物質(zhì)的形式進(jìn)行時(shí)空轉(zhuǎn)移。氫氣同時(shí)具有燃料的特征,是很好的動(dòng)力源。氫能是未來能源體系的重要組成部分,將氫能以終端能源的身份納入到能源體系,是構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效能源體系的重要途徑。
02、氫能是未來能源體系的重要組成部分
由于氫本身清潔、低碳、安全高效的特征,氫能的應(yīng)用對(duì)能源體系清潔低碳的作用顯而易見,氫能的應(yīng)用對(duì)能源體系的安全具有重要意義。
一是氫能的應(yīng)用能夠釋放可再生能的產(chǎn)能,其動(dòng)力的應(yīng)用有效替代油氣,能夠有效減少油氣的進(jìn)口依存度。
二是能夠進(jìn)行化學(xué)儲(chǔ)能,實(shí)現(xiàn)能源的時(shí)空轉(zhuǎn)移,促進(jìn)我國(guó)能源供應(yīng)和消費(fèi)的區(qū)域平衡。
三是在終端能源中形成電氫互補(bǔ)的穩(wěn)健體系,系統(tǒng)抗感染能力增強(qiáng),能源的電氫雙系統(tǒng)供應(yīng),能夠大大提高能源供應(yīng)體系的效率和能源供應(yīng)體系的安全性和穩(wěn)定性,可以預(yù)見,未來我國(guó)終端能源將會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)穩(wěn)定的體系這樣的局面。
氫能的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng),大的方向可以分為制、儲(chǔ)、運(yùn)、用四大環(huán)節(jié),每一個(gè)環(huán)節(jié)都有很多技術(shù)方向和相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)支撐。抽象看,氫能產(chǎn)業(yè)可以從兩條線上考慮:一是能源線,從能源平衡的角度將一次能源變成二次能源,再配送到終端。二是技術(shù)線,為能源轉(zhuǎn)換配送提供技術(shù)支撐。
氫能作為二次能源,要達(dá)到清潔、低碳、安全、高效的使用效果,在制備時(shí)一是要盡量使用一次能源直接制氫,二是要盡量使用無碳一次能源制氫,三是盡量使用水制氫。氫能的理想應(yīng)用模式是形成在光能、風(fēng)能驅(qū)動(dòng)下的水循環(huán)。
氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展面向兩個(gè)方向。一是在維持氫單質(zhì)物理特征的情況下,以氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的形式存儲(chǔ)及運(yùn)輸。二是為提高儲(chǔ)運(yùn)效果,將氫與其他物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),生成一種更加便于儲(chǔ)運(yùn)的新物質(zhì)。以這種新物質(zhì)的方式進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸,應(yīng)用時(shí)再把氫分解出來。
氫能的應(yīng)用有兩個(gè)大的方向。一是作為儲(chǔ)能介質(zhì),氫能源釋放后,再以其他能源的方式回到電力系統(tǒng)或熱力系統(tǒng)。二是以終端能源的方式直接使用,動(dòng)力能源是主要的應(yīng)用領(lǐng)域,在動(dòng)力能源領(lǐng)域的應(yīng)用中,氫電池是關(guān)鍵。
03、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)面臨的問題和建議
當(dāng)前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)火爆,大量的資本和人才快速匯聚,創(chuàng)新和應(yīng)用成果此起彼伏,但是行業(yè)起步較晚,面臨問題較多,主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。
一是國(guó)家層面缺乏頂層設(shè)計(jì),定位和方向尚不完全明確。二是關(guān)鍵技術(shù)積累較少,與國(guó)際先進(jìn)水平有差距。三是政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)不完善,行業(yè)秩序未建立。
04、針對(duì)當(dāng)前問題的建議
一是加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),將氫能產(chǎn)業(yè)提升為國(guó)家戰(zhàn)略,明確氫能在能源體系中的定位,制定我國(guó)氫能發(fā)展規(guī)劃,明確產(chǎn)業(yè)布局和發(fā)展路徑,制定氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃,有序開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
二是加大核心技術(shù)自主研發(fā)與應(yīng)用支持力度。支持核心技術(shù)自主研發(fā),形成可持續(xù)發(fā)展能力,支持自主技術(shù)的示范應(yīng)用與推廣,盡快形成產(chǎn)品,進(jìn)行技術(shù)與產(chǎn)品的迭代。
三是完善政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)。制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和指導(dǎo)意見,形成宏觀政策法規(guī)文件。將氫能管理逐漸從?;分蟹蛛x出來,納入到能源體系進(jìn)行管理,便于氫能應(yīng)用,明確加氫站等審批流程,促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加強(qiáng)氫安全技術(shù)研究,形成覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)體系。
未來氫能是一個(gè)龐大的經(jīng)濟(jì),我們這么大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)不可能建在外來技術(shù)的基礎(chǔ)上,換句話說中國(guó)發(fā)展氫能不能完全依靠外國(guó),我們必須有自己的技術(shù)積累。
(本文系作者在11月26日由中國(guó)改革報(bào)舉辦的第五屆中國(guó)能源發(fā)展與創(chuàng)新論壇上做的講演,根據(jù)速記整理,小標(biāo)題為編輯所加,未經(jīng)本人審閱)