近日,央視《對話》特邀中國科學院院士、西安交通大學教授郭烈錦 ,南方科技大學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 ,寶豐能源集團總裁劉元管,解讀氫能時代到底還有多遠。
氫能,作為一種高熱值、零污染的能源,對于促進全球經濟脫碳,特別是在工業和交通領域有著不可或缺的替代作用。不久之前,我國出臺了《氫能產業發展中長期規劃》,首次明確地提出氫在能源體系當中所占的重要地位。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。
為什么我們需要氫能?
氫能,作為一種高熱值、零污染的能源,對于促進全球經濟脫碳,特別是在工業和交通領域將發揮不可或缺的替代作用。
中國科學院院士、西安交通大學教授郭烈錦: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、直接存儲、直接使用,而且很容易轉化,氫和電之間又可以互換互補,是形成一種比較完美的高效轉化、清潔轉化的一種氫電互補的體系的。所以我們推動氫能的發展,是圍繞使得我們人類的用能的供給體系逐步地走向無氮、無碳。
氫能安全嗎?
人們對氫的認識不夠深,不夠廣,對氫大家總有很多誤解。
郭烈錦:氫跟燃氣一樣,比如說從4%到75%,它有都有可能爆炸。但是氫分子是最小的,擴散速率也是最快的,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,到達燃點以上,它的濃度還要達到相應的爆點的濃度,才會出現爆炸,它與常規的燃料比起來,它實際上比燃氣等其他燃料還是更安全的。
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設施建設,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。
氫能汽車能否替代電動汽車?
寶豐能源劉元管:氫能的基礎設施還不完善,特別是加氫站,這是一個很現實的問題,第二個還有經濟性的問題,買車的成本,運營的成本,這兩個都得考慮。還有一個它的動力特性,安全性方面也應該認真對待,咱們國家現在有沒有一系列完整的乘用車用氫的標準體系?
您是否要做這樣一個投資(建設加氫站)?
寶豐能源劉元管:首先要看這個氫是什么氫。傳統是化石能源制氫,還有工業副產的氫,另外就是可再生能源制氫。也有一種說法叫灰氫、藍氫、綠氫。下一步化石能源制氫肯定要嚴控,工業副產的氫如何充分利用,可再生能源制氫一定要大力發展。我為什么講這個前提?這與加氫站的規劃關系非常密切。
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副產的氫充分合理利用,首先圍繞著工業布局,選址要科學;第二個,像新能源比較富集的地區,工業園區、礦區、城市里都可以優先發展,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,在一定的固定區域里邊我們再設綠色加氫站。
在儲運這個領域,他的難度難在什么地方,有沒有破解之道?
寶豐能源劉元管:各種儲運方式當中,用管網輸送毫無疑問是最便宜的,碳排放70%以上是由于工業生產造成的,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,可能對管網建設的必要性就會作出重新的判斷。所以結論是輸氫管網有必要建設,而且需要盡早規劃、加快建設。
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的綠電,對水進行電解,生產綠氫、綠氧。單臺電解槽的規模我們現在已經做到了一千標準立方米每小時,目前我們已經形成了每小時3萬立方米的制氫能力。將來我們的目標是逐步地發展到百萬噸級,一個是逐步向氫能交通發展,另外是向氫能的全產業鏈發展。
在控制成本方面,除了技術的研發創新之外,還有一個問題,實際上電解水制氫用的是直流電,但是新能源發的電發出來是直流的,把它變成交流的,上了網從網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。
考慮到了盈利問題嗎?有時間表嗎?
寶豐能源劉元管:我們現在的制氫成本,大概可以控制在1塊錢以下。但是前提是我們的電站離網運行,這就需要國家在這些方面給予政策的支持。一般新能源發電以后,大家都要上網,如果有條件離網運行,這就給我們降低成本創造了很好的條件。比如電價鼓勵政策,現在我們發出了電,上網以后要交上網費,再下來,自然電價里就含了上網費,而電費在電解水的制氫成本里占到了70%以上,這是成本的大頭。如果離網運行,至少上網費的費用就省下來了,成本就降下來了。另外是土地,西部地區除了風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展,就必須要離網運行。那么在西部很重要的一點,你允許離網了,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、風能資源很多,就讓它離網運行,產生綠氫。但是氫氣運輸又很難,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結合,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。