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氢燃料电池应如何发展布局?
来源:央视财经 编辑:管理员 更新时间:2019-05-23
  目前我国氢能产业发展前景广阔,但要实现快速健康发展,需要改变氢能生产主要依赖化石能源、清洁能源制氢和氢作为能源利用规模还比较小的现状。攻克质子交换膜组、发动机、传感器等氢核心产品技术难点,并且要解决氢气输送网络系统不成熟,商用化应用不足等现实问题。我们该如何利用现有条件降低制氢成本?如何推进氢能全产业链发展和商业化步伐?干勇院士对我国氢能发展利用又有怎样的真知灼见?
 
  干勇,中国工程院原副院长、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任、中国金属学会理事长。长期从事国家产业发展战略研究,以及新材料、冶金、现代钢铁流程技术研究,是我国著名的战略科学家。
 
  1、推进氢能全产业链发展,布局氢能产业示范区。
 
  干勇表示,现在国内氢燃料电池上得还是多了一点、快了一点,在氢能的利用上千万不能先车后氢,至少是车和氢要同步。我们认为应该氢体系先行,叫"兵马未动粮草先行",对于燃料电池和燃料电池汽车可以说有力地推动,否则欲速则不达。因为氢能产业链长,它横跨能源、化工诸多领域,氢体系也很复杂,所以推进氢全产业链发展,要以企业为主体,也得有资本为纽带,集中国内优势单位把团队力量搞强,然后把氢体系全产业链的规划拿出来。
 
  在氢燃料电池汽车发展中,氢能供应体系要先行,来有序发展。当然我们希望最好是根据每个区域它的特色,它的能源禀赋,它的环境条件,它的技术能力来规范每个地区的氢能和它的发展方向、发展规划。
 
  对于粤港澳大湾区,干勇认为,可以建议它做一个加氢的供应网络基地;长三角它是可以把氢能源燃料电池和管网的建设同时启动起来,以技术和环境为驱动,形成一个综合性的、辐射长江流域的氢走廊;海南的地域很有意思,它是可以封闭的,它有环岛高速公路,它已经定出它的规划,2030年以后是不准燃油车上岛,它要保持它的整个蓝天白云环保的优势,这时候它可以布局,氢燃料汽车在它的环岛公路上加氢站的布局,所以它可以制定这样应用的战略。
 
  山西是一个能源输出大省,它每年有六亿吨煤要输出来,它非常希望以后输出的不是煤而是清洁能源,所以要是在山西搞煤制氢,山西省煤制氢输出氢气向周围,那是太漂亮了。但是有一个重要技术要突破,就是在化石能源制氢过程中产生的二氧化碳的捕集、收集和利用。如果这个问题能解决,这个技术能突破,将在全世界作出一个非常好的示范,这个技术人类早晚是要把它攻破下来的。像云南,水资源丰富,有色资源的废矿区很多,所以最近德国人来了,说这儿好啊,铜矿、锡矿等数千座矿山的废矿在那儿,制氢以后,就可以把氢储在这儿。你水电很丰富,每年弃水三百亿度电的水弃掉了,用这个电来制氢,作为储能把它储到哪儿了?储到废矿井里面,成本很低。
 
  2、建立氢能国家重大专项,开创氢能重卡时代。
 
  干勇建议,设立国家重大专项来解决产业链中的重大技术装备和工程问题,像液态储罐70兆帕储罐的氢气管网和大规模制氢的技术,包括区域内制氢,这些三大技术体系的一些重要的技术问题,还有一些材料装备。重型柴油车密集的港口在中国有很多,从张家港、黄骅港、连云港到青岛港都是重化工聚集地区。唐山港一亿多吨钢,黄骅港、邯郸地区也是五六千万吨钢,到山东的临沂这是最大的物流基地,柴油车密集。我们提出来一个中国在发展氢能和氢燃料电池汽车的技术路线,应该开创氢能的重卡时代,提出这么一个口号来带动氢能和氢燃料电池汽车的发展,优先发展氢能的商用物流车。
 
  现在国际上,丰田、尼古拉和现代在重卡汽车上已经开始突破。国内山东潍柴也把目标集中在重卡和大功率的氢燃料电池上,它准备搞200千瓦的氢燃料电池,而且在海南咱们都见证了它和神华集团签订了350吨的重型矿车的氢燃料电池的战略性框架协议。咱们看看我们的主要港口,从唐山港、天津港、大连港、青岛港、上海港等,2019年1月份,就一个月,它的货物运输量巨大,由5000万吨到9000多万吨。如果按照60%的公路运输比例来看,那么整个重量估算是2.36亿吨,集装箱800万标准箱。如果是每车运输30吨的重卡,运距1000公里,单车消耗柴油250公斤,那么这样一看,要达到1600万次,要把这些货物运完消耗柴油要到400万吨。400万吨这个排放可是不得了,折算氢气每个月240万吨,所以按照100公里15公斤的重卡消耗的氢,消耗的氢气量3000万吨,很不得了。3000万吨的氢上来以后,我们要减排近4亿吨左右的二氧化碳。所以在物流密集的港口地区我们一定要首先启动氢系统的建立和重卡氢燃料车的试运行。
 
  3、充分利用废弃电力,降低制氢成本。
 
  干勇认为,我们国家确实在可再生能源上下了大工夫,风电、光伏电池、水电、生物质能源,包括核电发展都很快。特别是风电和光伏电池,就仅这两样,目前已经建成了全世界几乎接近一半的装机容量。中国每个小时有两千个太阳板在建设安装,每个小时有两个风机在建设,速度很快。但是弃风、弃水、弃光的现象很严重,为什么呢?可再生能源风电、光电不稳定,所以很多地方建了风电、光伏没有全部利用。另外上国家电网困难,大概每年有1000亿度电是弃掉了的,这一部分是作为制氢的电源是非常有利的,成本低,它这个电是多余的,我们捡回来的。它还可以生成大量的氢气,大概每年有224亿立方米可以利用。
 
  在国家制定整个氢能发展的国家战略中要利用好现在弃光、弃风、弃水这1000亿度电 。包括优先利用工业副产氢,工业副产氢有多少?1000万吨。这两个“1000”我们要用好。比如说吉林的白城,它要建3000万千瓦的风电、风能和光伏电能,我们就可以给它制定一些以氢能为载体的新能源开发的技术路线,制氢技术采用一种碱性电解水的工艺,最后它的成本到氢的时候含税价大概也就在18—20元左右每公斤,这样供给加氢站,这就可能有一定的利润了,可以有商业运作的模式进行了,而且还有进一步降低成本的空间。所以在重型柴油车密集的港口地区从物流或重卡起步以建氢能体系为基础,解决当前的雾霾或环境紧迫问题,我认为当前比较好的一个发展路线。当然氢燃料电池研发我们也是支持的,但是你必须要具备相当的竞争力,而且有持续的研发能力,要赶上国外的氢燃料电池的水平,要把功率提上去,要把运行质量提上去,成本降下来。
 
  中国是一个工业化进程速度非常快的国家,建立高效的合理的氢能源体系,促进可再生能源的利用,改善人类的居住环境和提高生活质量对我们尤其重要。利用氢系统以后我们的电网会更加智能,更加高效,更加合理,更加节能。以推动氢能重卡时代为代表,来把氢能和氢燃料电池的事业、产业往前发展推进,这是一个比较好的路线。支撑我们制造强国建设,人类在二十一世纪肯定要进入氢社会和氢时代,干勇认为,有信心来完成历史交给我们这一代人的任务,把氢能的发展、氢能源的利用这个历史任务圆满完成!