氫能因具有能量密度大、燃燒熱值高、來源廣、可儲(chǔ)存、可再生、可電可燃、零污染、零碳排等優(yōu)點(diǎn),有助于解決能源危機(jī)以及環(huán)境污染等問題,被譽(yù)為21世紀(jì)的“終極能源”。然而近日,中國(guó)工程院院士楊裕生在中國(guó)科學(xué)報(bào)發(fā)表文章稱,氫能的獲取有限度、有難度,并不是那么“輕巧”,“氫能是終極能源”命題不成立。對(duì)此,你怎么看?
最有前途的能源
氫,在元素周期表中位列第一,是目前已知最小的原子。氫也是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),宇宙質(zhì)量的75%都是氫。
氫的燃燒熱值高。除核燃料以外,氫的燃燒熱值居各種燃料之首,是液化石油氣的2.5倍,汽油的3倍。并且,氫是零碳的。它燃燒生成水,水電解又可以生成氫,是一種可循環(huán)使用的清潔能源。
此外,氫的來源非常廣泛,既可借助傳統(tǒng)化石能源如煤炭、石油、天然氣等用低碳化技術(shù)制取,也可以通過風(fēng)電、光伏、水電等可再生能源制備。同時(shí),氫的利用形式很多樣,可以通過燃燒產(chǎn)生熱能,在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功,并且用氫代替煤和石油,不需對(duì)現(xiàn)有技術(shù)裝備作重大改造;此外,又可以作為能源用于燃料電池直接產(chǎn)生電能,為燃料電池車、分布式發(fā)電設(shè)施提供動(dòng)力。它還可以儲(chǔ)存,能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)供應(yīng)、遠(yuǎn)距離輸送。
因此,氫能被冠之以未來的能源、終極能源的稱呼。
“如果說風(fēng)電、光伏發(fā)電是當(dāng)前新能源行業(yè)的主導(dǎo)力量,氫能源就是能源領(lǐng)域的未來之星?!敝袊?guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬鋼表示,氫能非常符合全球能源發(fā)展的新趨勢(shì),被行業(yè)譽(yù)為21世紀(jì)最有前途的能源之一。
中國(guó)氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會(huì)常務(wù)副主任干勇表示,氫能將成為改變傳統(tǒng)能源的終極目標(biāo),發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是人類能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必由之路。
世界各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展
隨著氫能應(yīng)用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟,以及全球應(yīng)對(duì)氣候變化壓力的持續(xù)增大,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在世界各國(guó)備受關(guān)注,氫能及燃料電池技術(shù)作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)展的重要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù),已經(jīng)在全球范圍內(nèi)達(dá)成了共識(shí),多國(guó)政府都已出臺(tái)氫能及燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略路線圖,美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家更是將氫能規(guī)劃上升到國(guó)家能源戰(zhàn)略高度。氫能開發(fā)與利用已成為發(fā)達(dá)國(guó)家能源體系中的重要組成部分。如全球發(fā)展氫能最積極國(guó)家之一的日本,近年發(fā)布了一系列激勵(lì)政策,并在氫燃料電池領(lǐng)域取得超過1500件專利。
在車用能源領(lǐng)域,氫能燃料電池被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)車輛使用階段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技術(shù)方案,是未來汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。目前,歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家已開發(fā)出多款氫燃料電池汽車,并配套建設(shè)加氫站。2017年,寶馬,奔馳、通用等公司都開始商業(yè)化發(fā)售氫燃料電池汽車。
近年來,我國(guó)對(duì)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)也高度重視,出臺(tái)了系列有利于氫能和發(fā)展的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策。
2016年4月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局等聯(lián)合發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016—2030年)》,提出了能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新行動(dòng)路線圖,部署了15項(xiàng)具體任務(wù),“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”位列其中,標(biāo)志著氫能產(chǎn)業(yè)已被納入國(guó)家能源戰(zhàn)略。
2016年6月,國(guó)家發(fā)展改革委、能源局、工信部聯(lián)合發(fā)布《中國(guó)制造2025-能源裝備實(shí)施方案》將燃料電池和氫能開發(fā)利用作為專門章節(jié);被《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要(2016)》列為引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)。
2016年10月,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院資源與環(huán)境分院和中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》首次提出了我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖。對(duì)我國(guó)中長(zhǎng)期加氫站和燃料電池車輛發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行了規(guī)劃。
2017年,國(guó)家能源局批準(zhǔn)多項(xiàng)棄風(fēng)棄光制氫儲(chǔ)能項(xiàng)目。
2018年1月,國(guó)家科技部已將“可再生能源與氫能技術(shù)”列入重點(diǎn)專項(xiàng),積極加以支持研究。
2019年的兩會(huì),總理在兩會(huì)政府報(bào)告里面明確寫了:“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”。
在國(guó)家政策的大力支持下,我國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)行區(qū)域布局,現(xiàn)在已經(jīng)有20個(gè)省市正在做氫能的發(fā)展規(guī)劃和氫燃料汽車的發(fā)展規(guī)劃,而且已經(jīng)形成了6個(gè)地區(qū),華東、華中、華南、華北、東北、西南六個(gè)氫能和氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)群,涌現(xiàn)出像上海、如皋、佛山、張家口、武漢等有代表性的一些城市。
氫能的獲取并不容易
中國(guó)工程院院士楊裕生近日在中國(guó)科學(xué)報(bào)發(fā)表文章中指出,隨著國(guó)家及地方對(duì)氫能源支持力度的加大,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景備受期待,“氫能是終極能源”的聲音也在多個(gè)場(chǎng)合聽到。不過,氫能的獲取,有限度、有難度,并不是那么“輕巧”??蒲腥藛T應(yīng)該在這方面多做些實(shí)事求是的分析,而不要炒作和鼓噪,以免誤導(dǎo)公眾。在楊裕生院士看來,未來人們的節(jié)能減排意識(shí)將進(jìn)一步加強(qiáng),更加綠色的能源、更高效的能量轉(zhuǎn)換方法,將是人類不斷的追求。所以能源發(fā)展是沒有終極的。
楊裕生院士認(rèn)為,“氫能是終極能源”可理解為人類將來用的能源全部是氫能。這顯然是脫離實(shí)際的。即使說汽車完全用氫能,按我國(guó)未來50%的人均汽車保有量計(jì)算,7億輛車、年用氫10億噸,既沒有這個(gè)可能,更沒有這個(gè)必要。畢竟對(duì)于大多數(shù)電動(dòng)車而言,直接用電網(wǎng)的電會(huì)更方便、更合算,何況還有其它能源可用,還有燃料電池自身的弱點(diǎn)引起的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)問題。
不過應(yīng)該相信,隨著氫氣提純技術(shù)的進(jìn)步,其能耗和成本會(huì)不斷下降,可用的副產(chǎn)氫數(shù)量會(huì)有所增加,“天花板”會(huì)有所升高。但是,也應(yīng)該相信,“天花板”肯定是有的,“氫能是終極能源”的命題是不成立的。雖然如此,我們也該用好它。
氫能該如何發(fā)展?
雖然氫能具有清潔低碳、應(yīng)用面廣、便于存儲(chǔ)、互聯(lián)協(xié)同的優(yōu)點(diǎn),但也存在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、成本偏高、安全性方面的問題。目前我國(guó)氫能生產(chǎn)主要依賴化石能源,氫能消費(fèi)集中在化工原料。清潔能源制氫和能源化利用仍處于發(fā)展初期,未來氫能在交通重型貨運(yùn)和電力儲(chǔ)能領(lǐng)域有較大發(fā)展前景。
據(jù)世界氫能協(xié)會(huì)預(yù)計(jì),到2050年全球環(huán)境20%的二氧化碳的減排要靠氫氣來完成;氫能將創(chuàng)造3000萬就業(yè)崗位,減少60億噸的二氧化碳排放,創(chuàng)造超過2.5萬億美元的市場(chǎng)價(jià)值。氫能汽車將占到全球的車輛的20%到25%,并承擔(dān)18%以上的能源需求,主導(dǎo)脫碳社會(huì)。
中國(guó)氫能市場(chǎng)的發(fā)展將在世界市場(chǎng)中發(fā)揮重要的作用,如何提高技術(shù)自主化程度并制定核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。




