为什么说氢能被严重低估了?
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燃料电池与氢能观察
燃料电池与氢能观察
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内容涵盖:燃料电池氢气最新制备技术、氢气储运进展、燃料电池系统技术及燃料电池汽车
第三届制氢、储运与加氢站技术论坛
将于2022年4月在无锡召开。会议将探讨国家与地方“十四五”氢能产业规划和政策导向,可再生能源电解水制氢技术与成本,工业副产氢资源潜力,液氢与高压气态储氢技术经济分析,液态有机物和金属氢化物储氢技术应用前景,甲醇和合成氨大规模储运氢前景展望,加氢站关键技术、建设成本与运营经验,加氢站与加油、充电站合建技术规范等。
随着实现碳达峰、碳中和观念逐渐深入人心,以氢为能源的燃料电池汽车在市场上表现抢眼。氢能,作为一种高热值、零污染的能源,对于促进全球经济脱碳,特别是在工业和交通领域将发挥不可或缺的替代作用。
中国科学院院士、西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室主任郭烈锦告诉新京智库:氢能将在未来发挥比当前国内舆论场所描绘的情景更为重大的作用,将大大超越当下主流观点的认识局限。对于终端能源用户而言,除了与电一样都是洁净无污染的二次能源外,氢是一种含能体能源(包含能量的物质)、具有可直接存储的优势,而电是一种过程性能源、不能直接存储。在未来可持续发展的能源供给体系中,氢能将成为与电并重的一种主体二次能源。
在全球要实现“碳中和”目标的背景下,我们该如何正确认识氢能,如何尽快提高氢气产量,一场新的能源革命如何走进现实?新京智库为此专访了郭烈锦院士。他主要从事能源动力多相流及氢能科学技术的研究,是科技部“太阳能规模制氢”两期“973”计划重大项目和“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”领域首批重点专项的项目首席科学家。
新京智库:
你认为氢能对于实现我国的能源转型,实现碳达峰、碳中和目标能发挥多大作用?
郭烈锦:我个人认为,氢能在能源转型中将起到的作用比当前大多数人所认为的可能会更大。当前很多人对氢能的认知,主要是局限于氢燃料电池汽车方面,也就是运用到交通领域的动力能源,氢起到一个替代汽油、柴油等燃料的作用。
事实上,在未来实现碳中和目标的洁净无污染可持续能源供给体系中,氢的作用除了替代传统交通工具和移动动力的用油、气外,还可以替代一部分工业和民生领域的传统用能。
在未来的零排放社会中,氢应该与电一起构成人类社会的主体二次能源。氢,在满足终端用能中应该有更多的场景应用,而不是只依赖电。所以,你说氢能能发挥多大作用?只是我们目前对氢能的认识还不够深入,全面。
新京智库:
这个是与我们的制氢能力有关吗?有数据显示,全球一年的氢气产量才7500万吨,还不足全球原油产量的2%。
郭烈锦:是。迄今,我们受限于从一次能源到二次能源的转化技术,还有受限于我们的观念——人类还没有转移到把氢作为一种能源来大规模使用,尤其是把氢作为一种主体二次能源来使用。
大家都知道,一次能源是指自然界直接给予人类的,如石油、天然气、煤炭,以及太阳能、风能等。我们谈能源转型时,其实质并不是谈一次能源能做多大的转型变化,自然界中一次能源该有多少量还是多少量,我们人类无法改变。怎么利用好一次能源才是转型的关键。
也就是说,其实我们要“转型”的是由一次能源生产为二次能源、乃至实现终端需求过程的方式方法。迄今我们使用的由一次能源转化为二次能源或者终端用能的技术在生产过程中都有污染物、温室气体等排放。其实,无论化石能源和可再生能源都可以用来发电和制氢,而当下正使用的制氢和发电都是有污染物和温室气体排放的方法。
氢燃料电池汽车成本会降下来
新京智库:
我国氢气主要应用于工业(尤其化工)、交通、建筑和电力等主要领域,你认为在哪个领域用氢气替换现有的能源将实现更大的碳减排效应?
郭烈锦:迄今为止,我国还停留在只是把氢作为原料,而非能源来用。所以要说目前氢能在碳减排上有什么效益,现在是还没效益。只有把氢作为能源来用,去替代交通工具、移动动力上所消耗的化石燃料,去替代传统电力、化工、冶金、材料和建筑等规模工业和民生产业中所使用的化石能源,才能产生有真正价值和规模的碳减排效应。
新京智库:
现在的问题是,氢燃料电池汽车商业规模的体量非常小。你认为主要原因是什么?
郭烈锦:原因还是成本太高。比如目前的电动汽车,尽管存在这样那样的问题,但由于实现大规模生产后,目前其成本比氢燃料电池汽车还低,所以市场接受度还是更高。但随着氢燃料电池技术的进步,大规模生产的实现,成本肯定会大幅度降下来。
这个成本包括生产制造氢燃料电池汽车本身的成本和制氢的成本。还有一个受限因素是,氢作为能源的基础设施还没有建起来。这个问题应该很快将得到解决,国家正在大力推动建设氢能及燃料电池产业示范城市群(编者注:2020年9月,财政部、工信部等五部委下发《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》明确,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励,形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。此后,京津冀、长三角等多省市宣布成为该项目示范城市。)
新京智库:
今年国内外的氢燃料电池汽车市场表现都不错,前8个月全球销量超过去年全年。这是不是个好现象?
郭烈锦:当然是好现象,以后年年都会有增长,我相信,“未来人类用能模式一定是由氢和电作为同等重要的二次能源主体来构成”。这是人类未来发展的基本前景。这个不用怀疑,只是时间早晚的问题。
新京智库:
但是国内氢燃料电池汽车还是有很多短板。你最想对我国的燃料电池汽车产业发展说点什么?
郭烈锦:其实,一二十年前我们国家就有发展氢能及燃料电池汽车等技术的机会,但错过了。目前我们国家在氢能和燃料电池的产业链技术上,尤其是核心技术上,与先进国家相比确实还有很大差距,比如燃料电池汽车的八大核心关键技术、氢泵及压缩机、加氢喷枪、高压阀门、涉氢材料和器件及其加工工艺和技术等,都需要加快布局攻关。因此需要实事求是地,从实用出发,从最基础最基本的问题着手,切实努力攻关,把失去的时间赶回来。
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将于2022年4月在无锡召开。会议将探讨国家与地方“十四五”氢能产业规划和政策导向,可再生能源电解水制氢技术与成本,工业副产氢资源潜力,液氢与高压气态储氢技术经济分析,液态有机物和金属氢化物储氢技术应用前景,甲醇和合成氨大规模储运氢前景展望,加氢站关键技术、建设成本与运营经验,加氢站与加油、充电站合建技术规范等。
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