近日,央视《对话》特邀中国科学院院士、西安交通大学教授郭烈锦 ,南方科技大学清洁能源研究院院长、澳大利亚国家工程院外籍院士刘科,北京亿华通科技股份有限公司董事长张国强 ,宝丰能源集团总裁刘元管,解读氢能时代到底还有多远。
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有着不可或缺的替代作用。不久之前,我国出台了《氢能产业发展中长期规划》,首次明确地提出氢在能源体系当中所占的重要地位。近日,央视《对话》 栏目特邀嘉宾为您深度解读氢能时代到底还有多远。
为什么我们需要氢能?
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、西安交通大学教授郭烈锦:氢能它是跟电一样,是一种二次能源,它是由一次能源通过人工加工的办法制取的一种能源,电它是一个过程性的能源,它没法直接存储,而氢本身它是可以直接生产、直接存储、直接使用,而且很容易转化,氢和电之间又可以互换互补,是形成一种比较完美的高效转化、清洁转化的一种氢电互补的体系的。所以我们推动氢能的发展,是围绕使得我们人类的用能的供给体系逐步地走向无氮、无碳。
氢能安全吗?
人们对氢的认识不够深,不够广,对氢大家总有很多误解。
郭烈锦:氢跟燃气一样,比如说从4%到75%,它有都有可能爆炸。但是氢分子是最小的,扩散速率也是最快的,特别是开放空间中,要聚集到高浓度是很困难的。而且氢的爆炸它是有条件的,比如说它是要有见到明火,到达燃点以上,它的浓度还要达到相应的爆点的浓度,才会出现爆炸,它与常规的燃料比起来,它实际上比燃气等其他燃料还是更安全的。
氢能汽车让你摆脱“里程焦虑”?
郭烈锦:实际上在加氢站,比如说它一次注满氢5公斤,大概也就3到5分钟,小汽车是可以跑500公里以上。所以如果我们的加氢站的基础设施建设,而我们氢的源是可保证的条件下,这个“里程焦虑”是完全没有必要的。
郭烈锦:现在比较容易做到的是汽车使用氢燃料电池的车,让能量效率更高。那么在工业过程中,实际上有大量可以用氢的地方。比如说我们在各种工业过程中使用的化石燃料煤炭、天然气、石油作为原料或者作为能源来供给的过程,实际上都有可能在过程中采用氢来作为替代,使这个过程更为清洁,更为高效。
氢能汽车能否替代电动汽车?
宝丰能源刘元管:氢能的基础设施还不完善,特别是加氢站,这是一个很现实的问题,第二个还有经济性的问题,买车的成本,运营的成本,这两个都得考虑。还有一个它的动力特性,安全性方面也应该认真对待,咱们国家现在有没有一系列完整的乘用车用氢的标准体系?
您是否要做这样一个投资(建设加氢站)?
宝丰能源刘元管:首先要看这个氢是什么氢。传统是化石能源制氢,还有工业副产的氢,另外就是可再生能源制氢。也有一种说法叫灰氢、蓝氢、绿氢。下一步化石能源制氢肯定要严控,工业副产的氢如何充分利用,可再生能源制氢一定要大力发展。我为什么讲这个前提?这与加氢站的规划关系非常密切。
所以您想做的加氢站是什么样子的?
宝丰能源刘元管:一个是怎么样把工业副产的氢充分合理利用,首先围绕着工业布局,选址要科学;第二个,像新能源比较富集的地区,工业园区、矿区、城市里都可以优先发展,这样就解决了就地消纳的问题,就可以把成本降下来。
刘科院士:我非常同意刘总的,我们有大量的炼油厂,我们现在需要氢,都是拿化石能源制氢。这些可再生能源制来的氢,也可以把它补上去,都可以降低中国的二氧化碳排放,都可以减低中国的石油进口度。同时在这个过程中,我们的可再生能源的制氢能力起来了,在一定的固定区域里边我们再设绿色加氢站。
在储运这个领域,他的难度难在什么地方,有没有破解之道?
宝丰能源刘元管:各种储运方式当中,用管网输送毫无疑问是最便宜的,碳排放70%以上是由于工业生产造成的,交通只占10%左右,建筑、生活大概剩下的还占到百分之十几,大体上是这样一个比例。如果有这样一个全局的概念,可能对管网建设的必要性就会作出重新的判断。所以结论是输氢管网有必要建设,而且需要尽早规划、加快建设。
制氢怎样又干净又便宜?
宝丰能源刘元管:我们2019年就搞了一个工厂,利用太阳能光伏电站发的绿电,对水进行电解,生产绿氢、绿氧。单台电解槽的规模我们现在已经做到了一千标准立方米每小时,目前我们已经形成了每小时3万立方米的制氢能力。将来我们的目标是逐步地发展到百万吨级,一个是逐步向氢能交通发展,另外是向氢能的全产业链发展。
在控制成本方面,除了技术的研发创新之外,还有一个问题,实际上电解水制氢用的是直流电,但是新能源发的电发出来是直流的,把它变成交流的,上了网从网上下来再把它变成直流的,这个过程实际是要耗能的,这些方面都可以研究。
考虑到了盈利问题吗?有时间表吗?
宝丰能源刘元管:我们现在的制氢成本,大概可以控制在1块钱以下。但是前提是我们的电站离网运行,这就需要国家在这些方面给予政策的支持。一般新能源发电以后,大家都要上网,如果有条件离网运行,这就给我们降低成本创造了很好的条件。比如电价鼓励政策,现在我们发出了电,上网以后要交上网费,再下来,自然电价里就含了上网费,而电费在电解水的制氢成本里占到了70%以上,这是成本的大头。如果离网运行,至少上网费的费用就省下来了,成本就降下来了。另外是土地,西部地区除了风光资源比较丰富之外,其实它有大量的荒漠化的土地可以利用。把这两个问题解决了以后,实际上就意味着我们的电力成本可以把它降到一个比较低的水平,电力成本降下来了,自然可以把绿氢的成本降下来。
刘科院士:我非常同意,今后要让可再生能源大发展,就必须要离网运行。那么在西部很重要的一点,你允许离网了,它本来是直流电,你没必要变成交流电,然后最后回来又变成直流电。西部的太阳能资源、风能资源很多,就让它离网运行,产生绿氢。但是氢气运输又很难,除非未来中央要下决心,要搞一条长距离的输氢管线,否则氢气又很难输过来。那怎么办呢?就和他们的煤化工园区结合,把绿氢、绿氧变成一个绿色的液体,拿火车也可以拉,管线也可以输送。
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2022年4月7日,国际氢能冶金化工产业示范区新能源制氢联产无碳燃料项目签约仪式在内蒙古包头九原工业园区举行。在明拓集团有限公司董事长陶静、总经理陶旭和华陆公司总经理郑开学等共同见证下,水木明拓(包头)总经理白林宝和华陆公司副总经理袁娜代表双方签约。
2022-04-11 本网编辑
2022年3月23日,国家发展改革委、国家能源局联合印发氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)。《规划》明确了氢能战略定位,是未来国家能源体系的重要组成部分,是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
2022-04-01 本网编辑
近年来,中国的发电技术取得了持续提升,但电力行业仍存在着能源效率偏低和碳排放过高的问题。因此,发展低碳经济,推进清洁能源更大范围的应用仍是一个艰巨任务。
2022-03-15 本网编辑
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工业是节能降碳的重点领域,也是实现“3060”碳达峰碳中和目标的关键。党的二十大报告明确提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和,推进降碳、减污、扩绿、增长,完善能源消耗总量和强度调控,重点控制化石能源消费,逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。为了回顾 2023 年工业企业在节能降碳、绿色可持续发展方面的成就,了解当下的创新技术和应用,《流程工业》编辑部在 2024 年第一期特别策划了“工业碳中和”专题,邀请了一批国内外优秀的工业企业分享观点和产业实践,为广大的流程工业企业提供绿色可持续发展的启迪和借鉴。
作者:本刊编辑部
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