在2019年6月21日召開的“中國氫能產(chǎn)業(yè)與能源轉(zhuǎn)型發(fā)展論壇”上，中國工程院院士、中國工程院原副院長杜祥琬以《發(fā)展氫能需從源頭可持續(xù)》為主題，就氫能產(chǎn)業(yè)鏈的前端（源頭）發(fā)表了演講。
從發(fā)展初衷說氫能
在我國和全球能源體系中，石油的作用非常重要，我國的石油戰(zhàn)略在目前和一段時間內(nèi)是穩(wěn)油，由于石油是不可再生資源，在我國一次能源中對外依存度最高，以及石油燃燒造成污染和溫室氣體排放等原因，我們還必須控油，控制煤炭消耗的總量。
最近，中國油控研究項目發(fā)布《中國傳統(tǒng)燃油車退出時間表研究》報告，結(jié)論是2050年我國有望告別傳統(tǒng)燃油車，目前我國車用石油消耗是石油總消耗量的42%，車用汽柴油消耗占比更是超過了成品油消耗總量的80%。
傳統(tǒng)燃油車如果逐步退出，將大大減少尾氣的排放，減少霧霾，包括污染物和溫室氣體排放。交通能源將逐步由混合動力車、純電動車和氫燃料電池車取代。
這個報告還指出，我國柴油消費量目前已經(jīng)達(dá)到了峰值區(qū)，汽油消費量將在2025年左右達(dá)峰。燃油車終端溫室氣體排放有望在2024年達(dá)峰，而2040年和2050年終端溫室氣體排放水平將較峰值分別下降51%和57%。
氫能用途有多種，發(fā)展氫燃料電池交通用能是最現(xiàn)實的主攻方向，我們發(fā)展氫能的初衷就是要減少污染和溫室氣體排放，我們講不忘初心，牢記使命，氫的使命就是減少污染和溫室氣體排放。
從戰(zhàn)略高度來說，發(fā)展氫燃料電池車還有利于國家安全，包括兩個方面。
第一，有利于我國能源的供需安全，我國能源對外依存度最高的是石油，而且國際形勢非常敏感，增加了我們能夠掌控的交通能源動力，可以減少對能源的依賴，保障能源的供需安全。
第二，有利于我國能源的環(huán)境安全，包括氣候安全。
發(fā)展氫產(chǎn)業(yè)是否一定符合上述初衷呢？這要取決于拿什么來制氫。制氫是氫產(chǎn)業(yè)鏈條的前端，也就是源頭，現(xiàn)在制氫的技術(shù)很多，需要分析，需要選擇。
目前產(chǎn)的氫多半來自于化石燃料，我們的初衷是減少污染和溫室氣體排放，所以依賴化石燃料的制氫路線可持續(xù)嗎？符合發(fā)展氫的初心嗎？
這個問題值得我們思考，提出這樣一個問題來，制氫的渠道很多，如何選擇符合初心的，把氫產(chǎn)業(yè)建立在科學(xué)基礎(chǔ)上，使之可持續(xù)、高質(zhì)量地發(fā)展？
為此，有氫能專家提出“氫能倫理”概念，這是開發(fā)利用氫能的準(zhǔn)則，核心是可持續(xù)發(fā)展。也就是說，我們更加重視符合初心的制氫手段的選擇，比目前的經(jīng)濟(jì)性更起長遠(yuǎn)作用的是可持續(xù)性，可持續(xù)性也會變成未來的經(jīng)濟(jì)性。
能源全局中的氫能
一次能源分為兩大類，一類是化石能源，包括煤、油、氣，另一類是非化石能源，即可再生能源，包括水能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)?、海洋能等?；茉春头腔茉串a(chǎn)生一系列二次能源，包括電、熱、氫。
凡是化石燃料，只要燃燒都會產(chǎn)生二氧化碳燃料，非化石能源沒有這樣的問題，但有些非化石能源有間歇性，如風(fēng)和光要有儲能相配合，能源全局大概是這樣一個關(guān)系。
從制氫來說，化石能源也好，非化石能源也好，技術(shù)上都可以走通，但只有非化石能源是無排放的。
目前用氫量不是很大，目前可以用工業(yè)副產(chǎn)氫，這個量很大了。再加上可再生能源棄風(fēng)棄光棄水，用電解水來制氫。這兩個渠道的氫來源已經(jīng)不少了，將來發(fā)展起來需要更大規(guī)模的氫，更大規(guī)模的產(chǎn)氫應(yīng)該立足于可再生能源制氫，這樣才能做到全產(chǎn)業(yè)鏈沒有排放。
煤制氫是可以走，但是煤制氫很復(fù)雜，煤制氫的基本反應(yīng)方程式是C+2H2O=CO2+2H2-Q，煤+炭+水一定產(chǎn)生熱量，Q產(chǎn)生二氧化碳和氫，氫出來了，二氧化碳也必須產(chǎn)生。
可以想到，二氧化碳排放可以用CCS將碳捕獲然后存儲。我們現(xiàn)在能不能完全把排放的二氧化碳進(jìn)行捕獲并且存儲了？如果全部捕獲了，煤制氫是否還便宜、經(jīng)濟(jì)？
煤制氫沒有問題，氫拿去替代油開車，從頭到尾全周期的結(jié)果是什么呢？是燒了煤，省了油，燃油車排放轉(zhuǎn)移。問題是這樣的結(jié)果是否符合我們的初心？
我們很多地方明白這一點。吉林白城用太陽能和風(fēng)能發(fā)電，電解水制氫，延伸至全產(chǎn)業(yè)鏈條，源頭是風(fēng)、光可以在源頭做到零排放、零污染。
張家口提出利用風(fēng)、光的資源優(yōu)勢，低成本制氫，以大巴車、物流車為主發(fā)展氫燃料電池車，整個思路也非常清晰，這都是值得肯定的。
說幾句我的理解。感謝能源情報研究中心對歐洲主要是德國、日本、美國制氫做法的非常仔細(xì)的研究和報道，歐洲提出，能源系統(tǒng)將由太陽能和風(fēng)能等可再生能源來主導(dǎo)，由其產(chǎn)生的綠色氫能和綠色電力將取代化石燃料。
這里的綠色氫能指的是綠色的可再生能源，化石能源也能產(chǎn)生氫，他們叫藍(lán)色氫。藍(lán)色氫技術(shù)要向綠色氫過渡，可以用化石燃料做一點氫，但最終走向要綠氫，就是可再生能源制氫。
日本提了一句話，利用可再生能源電力制氫（P2G）技術(shù)被市場看好。美國有一個管理上的提法很明確，能源部在能效和可再生能源辦公室下面設(shè)立燃料電池技術(shù)辦公室，負(fù)責(zé)全國氫能的管理。
幾點討論
講一個真實的故事。我國有幾位同志訪問冰島，發(fā)現(xiàn)冰島這個國家開車沒有加油站，全國只用幾個加氫站就解決問題了?；貋硪院缶拖蛑醒氪驁蟾妫皻淠芙?jīng)濟(jì)”就要到來。
這是個很新的提法，當(dāng)時領(lǐng)導(dǎo)批復(fù)工程院問怎么回事，工程院給了一個回答，冰島只有幾十萬人，整個能源全是可再生能源，靠的是什么？水電和地?zé)?，這兩個足夠他們國家用了，根本沒有污染和溫室氣體排放。
冰島的能源結(jié)構(gòu)，71%是水電，29%是地?zé)幔@是老天爺給的，低成本，不僅可以發(fā)電，還可以用來制氫。在冰島，16個加氫站滿足了全國的需要，他們只有30萬人。
冰島的國情是這樣，如果中國的可再生能源發(fā)展起來，有了足夠的可再生能源并且足夠便宜的話，可以逐步增加制氫量。
冰島的終端能源，不管是電、熱，還是氫，都來自可再生能源，這是冰島的現(xiàn)實。這個事過去16年了，世界上沒有哪一個國家把冰島模式進(jìn)行推廣，歐洲、美國、日本都發(fā)展得不錯，一下子稱氫能經(jīng)濟(jì)還有點問題，但是冰島也沒有說氫能社會，有電、地?zé)嶂苯佑昧?，為什么?jīng)過氫呢？
日本各個媒體介紹了日本《氫能與燃料電池路線圖》，這個路線圖分三步走，第三步“零排放制氫、運氫、儲氫等整體運作”，日本提得很清楚。最終大規(guī)模用氫、制氫，還是第三步零排放制氫。
我看到不止一個媒體用了“氫能是人類的終極能源”這個提法，終極能源是什么意思？人類最終依靠的能源就是終極能源，人類最終靠氫能，人類終極能源就是氫。而氫是二次能源，需要由一次能源產(chǎn)生，只靠氫而沒有可制氫的一次能源是不可能的，所以，“終極能源”這樣的提法是否合適？
“氫能社會”。日本這樣提了，媒體醒目的標(biāo)題是“日本吹響氫能的集結(jié)號”，馬上文件里給了一個定義，氫能社會指的是以氫為主要能源的經(jīng)濟(jì)社會，以氫為主的經(jīng)濟(jì)社會叫做氫能社會不過分，但是有這樣一個社會嗎？
以氫為主要能源的經(jīng)濟(jì)社會，如果指的是一次能源，氫本身不是一次能源而是二次能源，如果指的是二次能源，二次能源還有電和熱，氫成為二次能源一個非常重要的部分，但是我們會有一個二次能源都用氫的社會嗎？
離開一次能源，氫就變成無源之水、無根之木，我們說氫能社會，不如扎實做好“氫動力汽車革命”更實際。未來氫批量生產(chǎn)、批量制作要靠非化石能源的話，不如稱之為“非化石能源社會”。
現(xiàn)在的能源結(jié)構(gòu)還是以化石能源為主，將來逐步轉(zhuǎn)型非化石能源為主的能源社會，“非化石能源社會”才是實在的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、科學(xué)的提法。
還有一種提法，“能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)化史是減碳加氫”。我打了一個問號。能源轉(zhuǎn)型的重要內(nèi)容是從化石能源轉(zhuǎn)向非化石能源，轉(zhuǎn)向太陽能、風(fēng)能，減了碳，加氫不一定。太陽能、風(fēng)電可以直接發(fā)電了，并不一定加氫。
能源的進(jìn)化是走向低碳化、無碳化，要用好氫，但不能說能源進(jìn)化就需要加氫。
最后，做好符合初衷的氫能產(chǎn)業(yè)要有一個明確的指標(biāo)，很多地方用有了多少氫能燃料電池車作為指標(biāo)來衡量產(chǎn)業(yè)。
然而，替代多少噸油還不夠，減排多少噸二氧化碳才是我們發(fā)展氫能的目的，要用減排二氧化碳來衡量戰(zhàn)略目標(biāo)是否實現(xiàn)。能源轉(zhuǎn)型是為了可持續(xù)發(fā)展，總趨勢是低碳化，發(fā)展氫能要從源頭可持續(xù)發(fā)展。
