工程院院士干勇：發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必由之路

2018-01-23 15:41:00 電力頭條APP 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇（2018）于1月20-21日在北京釣魚(yú)臺(tái)國(guó)賓館召開(kāi)。本屆論壇的主題為把握全球變革趨勢(shì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，論壇延續(xù)了閉門(mén)會(huì)

中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇（2018）于1月20-21日在北京釣魚(yú)臺(tái)國(guó)賓館召開(kāi)。本屆論壇的主題為“把握全球變革趨勢(shì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展”，論壇延續(xù)了“閉門(mén)會(huì)+高層論壇+主題峰會(huì)”的主要框架，中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽第三屆國(guó)際新能源及智能汽車(chē)大賽全球總決賽也在會(huì)議期間舉行。電力頭條App全程直播本次大會(huì)。

中國(guó)工程院院士干勇出席“燃料電池產(chǎn)業(yè)化路徑與政策環(huán)境”主題峰會(huì)并發(fā)表了主旨演講。

以下為發(fā)言內(nèi)容：

干勇：各位來(lái)賓，很高興向大家進(jìn)行主題介紹。我的PPT是在與徐部長(zhǎng)和工程院一起討論的時(shí)候的一些想法和思路。工程院在十多年前提出了氫能社會(huì)的概念，我們對(duì)世界科技工程發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了一系列討論，第一就是能源體系。凡是工業(yè)化國(guó)家，能源體系的建立非常重要，而中國(guó)的能源稟賦不好，所以結(jié)構(gòu)上有些問(wèn)題。比爾蓋茨兩次到工程院不談?dòng)?jì)算機(jī)，全部談能源，認(rèn)為十三億人口對(duì)整個(gè)地球的二氧化碳貢獻(xiàn)率太大，而且還有印度的十二億人口，所以能源今后必須要有變化。

化石燃料時(shí)代向綠色能源時(shí)代的轉(zhuǎn)變是必然的，主要是兩個(gè)轉(zhuǎn)變：一個(gè)是化石能源消耗向綠色能源再生轉(zhuǎn)變，另一個(gè)是從高碳燃料向低碳燃料轉(zhuǎn)變，所以本質(zhì)上是燃料的加氫減碳過(guò)程。全世界的電源40%是煤炭，而中國(guó)不一樣，中國(guó)70%是煤炭，核電占2%，太陽(yáng)能占4.7%，風(fēng)電占9.3%，水電占20.2%，2016年用電量達(dá)16.5億千瓦，所以可再生能源的努力方面，中國(guó)政府成了全世界的動(dòng)力站。

2012年到2015年我國(guó)可再生能源的投資大大超過(guò)美國(guó)，投了3150億美元，同期可再生能源容量變化占到全世界的44%，達(dá)到177GW；2016年發(fā)展速度相比2017年更快。歐共體的統(tǒng)計(jì)顯示，今后中國(guó)每個(gè)小時(shí)安裝2個(gè)風(fēng)電機(jī)組、7000個(gè)太陽(yáng)能電池板，到2020年的增長(zhǎng)速度是272%。歐盟的發(fā)展只是我們的零頭，因?yàn)樗麄兊陌l(fā)展已經(jīng)很快了，每年增長(zhǎng)20%，我們將會(huì)達(dá)到272%。

風(fēng)電和光伏的問(wèn)題在于其不可預(yù)測(cè)性，所以肯定要儲(chǔ)能一部分，不可能全部上網(wǎng)。氫能具有投入成本低、環(huán)境友好等特征，而且可以永久儲(chǔ)存、傳輸?shù)饺魏蔚胤健Ｈ祟?lèi)每一次的能源變革都是提升減碳加氫、提升能量密度的過(guò)程。古代燒木材能量密度只有每公斤0.13兆焦，現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)煤、天然氣直到氫氣，能量密度最高達(dá)到了140兆焦，應(yīng)該說(shuō)氫能源是非常理想的清潔能源，但屬于二次能源，所以關(guān)鍵是要降低成本，而且技術(shù)路徑要重新設(shè)定。

氫能的重要作用是可再生、高能、高效的能量載體，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換非常自如，而且是零排放。現(xiàn)在整個(gè)央企已經(jīng)開(kāi)始行動(dòng)，特別是以神華國(guó)際能源投資集團(tuán)在氫能和燃料電池領(lǐng)域做了四個(gè)方面的大布局：明確了可再生能源制氫的任務(wù)，包括投入氫氣運(yùn)輸、存儲(chǔ)和加速的各種裝備的基礎(chǔ)建設(shè)，也包括燃料電池，但他們的目標(biāo)不是發(fā)展燃料電池，而是支持下游用他們的氫發(fā)展燃料電池，自己只是參股。現(xiàn)在最低成本的氫是0.77元/立方米，0.87元/公斤，大大低于國(guó)際上的平均制氫成本，也是非常便宜的。

氫能將成為傳統(tǒng)能源的核心，有助于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的愿景，打造一流的清潔能源供應(yīng)商，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)顯現(xiàn)。產(chǎn)業(yè)化途徑、模式、方向，包括商業(yè)模式都已經(jīng)開(kāi)始了，可再生能源制氫也好、煤制氫也好、各種制備出來(lái)的散氫都要集中起來(lái)，這是一個(gè)大的產(chǎn)業(yè)鏈。不光是氫能源電池利用，包括分布式發(fā)電、二氧化碳合成的化學(xué)用品等等。發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必由之路，人類(lèi)必須向這條路上走。現(xiàn)在利用氫能人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)發(fā)展方式可以發(fā)生一個(gè)很大的變革，獲取方式多元化，所以成本正在變得越來(lái)越低，下游使用的當(dāng)然是燃料電池。

2020年到2050年，我國(guó)的風(fēng)電和光電的裝機(jī)容量非常高，達(dá)到2-4億千瓦，但是上網(wǎng)率再怎么提高也有20%，需要儲(chǔ)能。如果要把這些消化掉，需要建將近400座儲(chǔ)水水庫(kù)，破壞生態(tài)、成本巨大。如果我們用電和氫來(lái)做儲(chǔ)能的載體，這將是投資成本低、環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)的一種方式，推動(dòng)了燃料電池汽車(chē)、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供和無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域，所有裝備都使用氫能，氫動(dòng)力將成為一個(gè)主動(dòng)力。歐洲率先開(kāi)始了可再生能源制氫，用天然氣管網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)輸，最大的運(yùn)輸量是20%。天然氣管網(wǎng)當(dāng)中運(yùn)輸密度不一樣，出來(lái)以后再吸附，完全可以把它分開(kāi)。當(dāng)前全世界都開(kāi)始注意到了氫能的發(fā)展，也成為了國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，而且燃料電池技術(shù)趨于成熟，步入了商業(yè)模式創(chuàng)新與批產(chǎn)階段，也要感謝一直致力于燃料電池工程化、產(chǎn)業(yè)化的國(guó)外企業(yè)，他們重視氫能源電池的開(kāi)發(fā)推廣應(yīng)用，電池產(chǎn)品的出貨量加速增長(zhǎng)進(jìn)入商業(yè)化階段，分布式發(fā)電也小規(guī)模商業(yè)化，特殊用途的燃料電池早期市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始形成，這些都顯現(xiàn)出了氫能利用的產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)始?jí)汛蟆?/span>

剛才說(shuō)過(guò)，我們的條件非常好，因?yàn)槲覀兊墓夥L(fēng)電規(guī)模大，所以我們的儲(chǔ)能上不了網(wǎng)的部分就可以用于制氫。而且我國(guó)風(fēng)光資源與天然氣的管網(wǎng)匹配性好、容量大，所以很厲害。我國(guó)在家電、發(fā)電制造的產(chǎn)業(yè)規(guī)模均居世界首位，這為發(fā)展燃料電池分布式供電提供了巨大的市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。煤制氫的水平和國(guó)外完全相當(dāng)，而且制氫規(guī)模居世界首位。2012年我們的制氫量達(dá)到1600萬(wàn)噸，相當(dāng)于8000萬(wàn)輛燃料電池汽車(chē)的消耗量，系統(tǒng)儲(chǔ)氫能力也會(huì)上來(lái)。

燃料電池的原理這里我就不講了，大家都很清楚，特別是自制燃料電池為主。催化劑的成本占了將近70%，雙極板已經(jīng)完全工業(yè)化，而且我們用鈦合金和不銹鋼的雙極板代替石墨，性能非常優(yōu)越，而且現(xiàn)在是供給美國(guó)。我們的自制膜是最難的，張維民教授今天也在這里，東岳的自制膜在國(guó)際上處于一流方陣，和美國(guó)的戈?duì)柟静⒘校宰灾颇さ膯?wèn)題也要解決。電解質(zhì)要用很多的鉑，這些鉑從哪里來(lái)？都要進(jìn)口。但是現(xiàn)有的燃油和燃?xì)馄?chē)常用的凈化裝置用的鉑量比這還高。一旦用新能源代替，鉑不會(huì)增加，只會(huì)減少。

現(xiàn)在鋰動(dòng)力的碳酸鋰和高純球狀石墨的需求量巨大。去年石墨漲了10多倍的價(jià)格，碳酸鋰價(jià)格從4萬(wàn)元漲到不到10萬(wàn)元，還有鈷。材料部件的應(yīng)用國(guó)內(nèi)已經(jīng)普遍開(kāi)展。國(guó)家科技部已經(jīng)把其列為重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)，包括四個(gè)課題：車(chē)用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件與系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、大功率燃料電池電堆技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)全面鋪開(kāi)，還有儲(chǔ)氫的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。我們的固態(tài)儲(chǔ)氫水平現(xiàn)在上得很快，特別是儲(chǔ)氫合金的稀土材料以后會(huì)降低成本，安全方便。

燃料電池汽車(chē)的性能大家都很清楚了，豐田Mirai續(xù)航歷程可以達(dá)到650公里，加氫的時(shí)間只要3分鐘，而且成本也很低，每千瓦時(shí)2500-3000元，也可以降到1瓦/元以下，最后在電池成本上氫氣瓶如果成本降到3.5萬(wàn)元的話，三種電池動(dòng)力成本已經(jīng)相差不大了，百公里的續(xù)航里程1公斤氫就可以達(dá)到100公里，而電要18度電才能100公里，這會(huì)增加100公斤電池的重量，氫燃料的輕量化作用也體現(xiàn)了。

我國(guó)前一段時(shí)間對(duì)燃料電池市場(chǎng)預(yù)估，美歐日中美國(guó)動(dòng)作也是很快的，加州每50公里就有1個(gè)加氫站，2020年就是22.5萬(wàn)個(gè)左右。如果電力技術(shù)再突破，折合成人民幣是7萬(wàn)。歐洲地區(qū)的燃料電池客車(chē)的計(jì)劃包括加氫站的建立已經(jīng)有106座，現(xiàn)在還在增加，日韓當(dāng)然動(dòng)作更快，特別是豐田、本田、日產(chǎn)和現(xiàn)代汽車(chē)。本田的新車(chē)銷(xiāo)售只有37.8萬(wàn)元，如果得到補(bǔ)貼是27.1萬(wàn)元人民幣，續(xù)航里程達(dá)到650公里。

我國(guó)發(fā)展燃料電池的基礎(chǔ)也很好，特別是很早就形成了以大學(xué)研究院為主體，特別是同濟(jì)大學(xué)等等，萬(wàn)鋼部長(zhǎng)也是搞燃料電池的，冠華部長(zhǎng)之前就布局了燃料電池總體攻關(guān)，后來(lái)有一段時(shí)間減弱了，最近又把燃料電池和氫能利用作為重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，國(guó)家到地方政府都已經(jīng)開(kāi)始重視。現(xiàn)在我國(guó)燃料電池開(kāi)發(fā)出了20千瓦、50千瓦、60千瓦和110千瓦的產(chǎn)品，很多技術(shù)都正在成熟。我們具備的基礎(chǔ)很好，上海上汽又推出了兩款產(chǎn)品，而且已經(jīng)訂貨，包括中航十五所、山東濰柴、中車(chē)燃料電池生產(chǎn)全部下線，2017年4月累計(jì)生產(chǎn)的燃料電池接近700個(gè)。

制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫是一套新的配套系統(tǒng)工程。改變傳統(tǒng)的工程，配套設(shè)施跟進(jìn)這種發(fā)展模式不行，必須至少是同步，最好是先布局供氫體系。現(xiàn)在整個(gè)上海一個(gè)大區(qū)域布局了燃料電池的發(fā)展規(guī)劃，特別是最近山東在打造170平方公里的中國(guó)氫谷，包括研發(fā)中心已經(jīng)開(kāi)始。山東有特殊情況，要考慮副產(chǎn)氣體的回收、電解鋁、交流煤氣等大量放空氣體，交流煤氣相當(dāng)于富余了87萬(wàn)噸氫，所有的公交車(chē)都可以用上，每年合成提純回收氫氣，資源優(yōu)勢(shì)是非常好的。風(fēng)電、光伏電池和可再生能源也非常厲害，完全可以拿來(lái)制氫，就是在棄風(fēng)棄光的條件下。

所有傳統(tǒng)制氫企業(yè)非常強(qiáng)大，東岳集團(tuán)成功地研發(fā)了燃料電池膜，這是國(guó)內(nèi)僅有的一家，國(guó)際上進(jìn)入了并列第一，還有濰柴集團(tuán)投了500億元在搞氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)，青島的中車(chē)集團(tuán)包括電控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)都已經(jīng)開(kāi)始。山東最有特點(diǎn)的是它的高速公路，就是兩家國(guó)有企業(yè)完全占有，120個(gè)高速公路服務(wù)站都可以建立加氫站，所以回收氫、儲(chǔ)氫和運(yùn)氫可以系統(tǒng)進(jìn)行，不像有的公路是每家都有。這為發(fā)達(dá)的物流專(zhuān)用的氫燃料電池車(chē)創(chuàng)造了條件。工程用車(chē)、專(zhuān)用物流車(chē)是一個(gè)巨大的汽車(chē)市場(chǎng)，山東一個(gè)區(qū)域按照氫氣的要求，就是制氫、運(yùn)氫、儲(chǔ)氫、加氫的標(biāo)準(zhǔn)先行先試，每個(gè)站估計(jì)占用2000平米，投資1000萬(wàn)元，能儲(chǔ)存100公斤以上。

目前山東結(jié)合高速服務(wù)區(qū)的全省的加氫站網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開(kāi)始布局，并開(kāi)始打造中國(guó)氫谷，要設(shè)立500萬(wàn)元的中國(guó)氫谷創(chuàng)新發(fā)展基金，打造氫能源的運(yùn)營(yíng)示范區(qū)規(guī)劃，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始頂層設(shè)計(jì)。這不是以一家企業(yè)為主體，而是一個(gè)整體的規(guī)劃，這樣氫能源和燃料電池的企業(yè)才能健康發(fā)展。中國(guó)山東輕軌建設(shè)計(jì)劃一期總體投資是到2017年422億元，2020年達(dá)到1000億元，制定了十年和十五年的發(fā)展目標(biāo)，和深圳簽訂了氫能源產(chǎn)業(yè)園和商務(wù)區(qū)三位一體的協(xié)議書(shū)。

介紹一下氫能源創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的工作情況。二十一世紀(jì)是一個(gè)氧時(shí)代，十九世紀(jì)就提出氧氣轉(zhuǎn)入，但是十九世紀(jì)的氧氣就像現(xiàn)在的氫氣一樣成本高，大家都認(rèn)為有危險(xiǎn)性，但是二十世紀(jì)中期以前我們把所有的氧氣技術(shù)都攻破了，氧氣非常廉價(jià)，現(xiàn)在氧氣放在床邊我們也不會(huì)擔(dān)心。二十一世紀(jì)進(jìn)入氫時(shí)代是肯定的，因?yàn)閯倓傔^(guò)了十七年，還有八十三年，估計(jì)到二十一世紀(jì)中期整個(gè)氫氣技術(shù)，就是制氫、儲(chǔ)氫、加氫、運(yùn)氫都會(huì)完全成熟，所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)出來(lái)，運(yùn)輸材料和危險(xiǎn)性并不比油氣和液化天然氣更大，反而更簡(jiǎn)單。

氫能聯(lián)盟的籌備徐部長(zhǎng)、萬(wàn)鋼部長(zhǎng)和苗部長(zhǎng)都非常支持。徐部長(zhǎng)親自主持了不下六次會(huì)議，發(fā)起單位已經(jīng)開(kāi)始，籌備處已經(jīng)成立了將近一年，一汽、二汽、濰柴、山東重工、同濟(jì)大學(xué)、鋼冶集團(tuán)、有色研究院等都已經(jīng)加入了這個(gè)聯(lián)盟，而且馬上就要成立。我們的委員會(huì)主任就是徐冠華部長(zhǎng)，首屆理事長(zhǎng)單位是國(guó)家能源投資集團(tuán)，就是神華集團(tuán)和中國(guó)電力合并的巨無(wú)霸。能源打頭是最好的，要找某一個(gè)車(chē)企打頭的話互相競(jìng)爭(zhēng)、互不服氣。聯(lián)盟的主要定位是為國(guó)家制定氫能源及燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略和實(shí)施路線提供頂層設(shè)計(jì)，支持聯(lián)盟成員企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用示范，創(chuàng)造參與氫能燃料電池裝備制造應(yīng)用技術(shù)，協(xié)助構(gòu)建氫能社會(huì)并且做出規(guī)劃。

2050年我們將會(huì)迎接氫能時(shí)代的到來(lái)，形成10萬(wàn)億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，這是一點(diǎn)都沒(méi)有問(wèn)題的。煤的最佳應(yīng)用方式就是變成氫，當(dāng)然也可以煤制油，但是煤制氫將會(huì)作為新能源的一個(gè)重頭戲。我們已經(jīng)開(kāi)始迎接制造業(yè)強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)，在綠色制造當(dāng)中把整個(gè)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。

（根據(jù)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）

責(zé)任編輯：lixin

免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與本站無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。

我要收藏

個(gè)贊