法國(guó)能源、核電政策咨詢顧問(wèn)Mycle Schneider
中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)副主任徐玉明
銀環(huán)控股集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)莊建新
中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：要破解支持經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和保護(hù)全球環(huán)境的雙重難題，氫能或許可以給出正確答案。
在日前召開(kāi)的2017國(guó)際清潔能源論壇（澳門(mén)）上，氫能被列為主要議題之一。眾多國(guó)際知名的氫能專家學(xué)者和機(jī)構(gòu)，就氫能利用的現(xiàn)狀與前景進(jìn)行了充分討論。氫能在推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系過(guò)程中將有何作用？未來(lái)氫能將如何發(fā)展？且聽(tīng)與會(huì)專家解讀。
氫能有多厲害
“我今年80歲，如果能活到85歲，估計(jì)就會(huì)看到中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的形成?！?國(guó)際清潔能源論壇（澳門(mén)）常務(wù)副理事長(zhǎng)、三峽集團(tuán)原副總經(jīng)理袁國(guó)林在論壇期間高聲表達(dá)了對(duì)氫能的信心。
“21世紀(jì)將是氫能世紀(jì)，人類將告別化石能源而進(jìn)入氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代?！鼻迦A大學(xué)教授、國(guó)際氫能協(xié)會(huì)（IAHE）副主席毛宗強(qiáng)也對(duì)氫能信心滿滿。
“21世紀(jì)的終極能源必將是氫能。未來(lái)的氫能必將是可持續(xù)發(fā)展能源的核心，將成為支持世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵能源?！甭?lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署能源環(huán)境處項(xiàng)目主任張衛(wèi)東同樣看好氫能前景。
氫能到底有多厲害，被寄予如此厚望？
氫是宇宙中最豐富的元素，地球表面沒(méi)有現(xiàn)成的氫氣，氫主要以化合物的形式存在，水是最重要的氫的化合物，而水又是世界上最廣泛的物質(zhì)。當(dāng)氫轉(zhuǎn)化為無(wú)污染、零排放的可再生能源后，人類不必像爭(zhēng)奪分布不均的石油那樣發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)，因此氫被譽(yù)為“和平能源”。
毛宗強(qiáng)告訴記者，除了資源豐富，氫燃燒產(chǎn)生的熱量也很大，是汽油發(fā)熱值的3倍，是除核燃料之外所有化石燃料、化工燃料和生物質(zhì)燃料中最高的。
更重要的是，從整個(gè)生命周期來(lái)看，與其他燃料相比，氫能也最清潔，氫燃料電池發(fā)電只產(chǎn)生清潔的水，而水又可以循環(huán)使用再產(chǎn)生氫，可以實(shí)現(xiàn)零排放。
另外，氫不僅可以發(fā)電、供熱，還可以作為交通能源，用途十分廣泛。
把握趨勢(shì)，順勢(shì)而為。我國(guó)在2016年8月8日發(fā)布的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確指出要發(fā)展氫能燃料電池技術(shù)。目前，我國(guó)已成為世界第一大產(chǎn)氫國(guó)。2015年我國(guó)產(chǎn)氫量超過(guò)了2200萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)氫量的34%。
毛宗強(qiáng)預(yù)計(jì)，2020至2025年，我國(guó)氫能商業(yè)化將初見(jiàn)端倪。十年之內(nèi)，中國(guó)肯定會(huì)成為世界上最大的燃料電池市場(chǎng)。
前景很好，但尚處于發(fā)展初期的氫能也存在不少需要克服的障礙。
氫能還要邁過(guò)哪些檻？
氫能的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋制氫、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和利用等環(huán)節(jié)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）材料與化學(xué)學(xué)院、可持續(xù)能源實(shí)驗(yàn)室主任程寒松認(rèn)為，我國(guó)的制氫技術(shù)越來(lái)越成熟，可以大規(guī)模制氫。氫燃料電池的技術(shù)越來(lái)越成熟，市場(chǎng)規(guī)模也越來(lái)越大，燃料電池汽車已進(jìn)入市場(chǎng)，有些汽車已使用超過(guò)3萬(wàn)小時(shí)，技術(shù)也相對(duì)成熟。
程寒松指出，當(dāng)前真正制約氫能經(jīng)濟(jì)大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸實(shí)際上在儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)。氫很難在常溫常壓條件下儲(chǔ)存，并在泄漏后有爆炸的危險(xiǎn)。若能突破儲(chǔ)存技術(shù)問(wèn)題，氫便可以被廣泛用于各種動(dòng)力設(shè)備。
在論壇上，程寒松介紹了他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)利用不飽和芳香化合物催化加氫的方法，實(shí)現(xiàn)了氫能液態(tài)常溫常壓運(yùn)輸。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)高壓運(yùn)輸高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的弊病，還使得氫能在添加催化劑釋放后即可使用。
技術(shù)上不斷突破，政策上也需要不斷完善。毛宗強(qiáng)指出，雖然氫能發(fā)展最終要依靠市場(chǎng)的力量，但還離不開(kāi)政府的扶持，政策的支持最為重要。
據(jù)美國(guó)能源部氫能燃料電池項(xiàng)目與技術(shù)辦公室主任Sunita Satyapal女士介紹， 她所在的部門(mén)管理著全美國(guó)的氫能與燃料電池的研究與發(fā)展，管理氫能的正式官員有近30人，職責(zé)細(xì)化到有專人負(fù)責(zé)氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、氫燃料電池、氫安全、氫標(biāo)準(zhǔn)制定等，還有專人負(fù)責(zé)與美國(guó)國(guó)防部、交通部及各州、氫能企業(yè)之間的協(xié)調(diào)溝通。
相比之下，我國(guó)沒(méi)有明確部門(mén)管理氫能也沒(méi)有專門(mén)責(zé)任人負(fù)責(zé)氫能，國(guó)內(nèi)對(duì)氫能項(xiàng)目的資助渠道雖多，但“九龍治水”，難言效率。所以，毛宗強(qiáng)建議，我國(guó)應(yīng)該成立跨部門(mén)的氫能項(xiàng)目主管機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一規(guī)劃全國(guó)的氫能項(xiàng)目。
在終端應(yīng)用環(huán)節(jié)，加氫站的數(shù)量少也是制約氫燃料在交通領(lǐng)域推廣的主要因素。到目前為止，我國(guó)只有不到10個(gè)加氫站。而悖論如下：如果加氫不方便，人們就不愿意購(gòu)買氫能汽車，如果沒(méi)有客戶，資本也就不愿意進(jìn)入加氫站建設(shè)環(huán)節(jié)。
好在一些企業(yè)已提前布局加氫站建設(shè)環(huán)節(jié)。北京雪人華氫新能源技術(shù)有限公司總經(jīng)理毛志明介紹，很多企業(yè)比如中海油、中石化，都將在廣東進(jìn)行加氫站選址，而且新的加氫站將會(huì)同加油站合建在一起，這樣可以節(jié)省土地，且便于推行。
在氫燃料交通工具方面，我國(guó)發(fā)展比較迅速。科技部部長(zhǎng)萬(wàn)剛曾表示，國(guó)家發(fā)展氫燃料電池可用“頂天立地”和“鋪天蓋地”來(lái)形容?！绊斕炝⒌亍笔且髿淠苋剂想姵丶夹g(shù)要過(guò)硬、能夠站得住?！颁佁焐w地”是指燃料電池發(fā)展勢(shì)頭兇猛，可應(yīng)用領(lǐng)域較寬，在交通領(lǐng)域，不僅限于燃料電池公共汽車、燃料電池汽車，甚至燃料電池輕軌火車都要發(fā)展。實(shí)際上，我國(guó)已開(kāi)通了兩條氫燃料電池公共汽車線路，一條在廣州，一條在佛山，每條線都有12輛車。我國(guó)也制造出了世界首臺(tái)燃料電池輕軌火車。
氫能的推廣和使用是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。專家建議，無(wú)論是技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟建設(shè)還是在公眾認(rèn)知教育方面，氫能都需要繼續(xù)加強(qiáng)。
精彩發(fā)言
法國(guó)能源、核電政策咨詢顧問(wèn)Mycle Schneider：
核能正處于新的發(fā)展周期
過(guò)去15年，中國(guó)占據(jù)了世界核能發(fā)展的主導(dǎo)地位，如果把中國(guó)從世界核能版圖拿出來(lái)，過(guò)去25年全球核能發(fā)展的變化基本不大。2016年，世界核能發(fā)電量增長(zhǎng)了1.4%左右，完全是因?yàn)橹袊?guó)的增量。所以，中國(guó)拉動(dòng)了核能發(fā)電量上升。而且，中國(guó)目前有19臺(tái)機(jī)組在建，也是新的增量。
核能發(fā)電方面，美國(guó)排名第一，法國(guó)排第二，二者生產(chǎn)了全球核能發(fā)電量的一半，中國(guó)現(xiàn)在排第三。但核能發(fā)電的占比，中國(guó)的比例不高，排名不是很靠前。過(guò)去10年，中國(guó)在新建機(jī)組方面引領(lǐng)了世界。但令人不解的是，2017年沒(méi)有新核準(zhǔn)開(kāi)工的數(shù)據(jù)，而且，從2010年開(kāi)始，新建機(jī)組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)，這一點(diǎn)非常值得關(guān)注。
此外，核電還面臨經(jīng)濟(jì)性壓力，后續(xù)發(fā)展遇到了瓶頸。
眾所周知，目前一些國(guó)際核能公司因?yàn)楹穗婍?xiàng)目的問(wèn)題，陷入了巨大的財(cái)務(wù)危機(jī)，而且核電本身也遇到了挑戰(zhàn)。在美國(guó)，2015年的平均運(yùn)營(yíng)成本是每度電35美元，核電遇到了非常尷尬的局面，即運(yùn)營(yíng)成本太高。在中國(guó)，盡管核電裝機(jī)很多，但事實(shí)是風(fēng)能的發(fā)電量已經(jīng)超過(guò)了核電。歐洲亦如此，與前幾年相比，歐盟目前的核能新增電量是負(fù)數(shù)。在印度，核能和風(fēng)能開(kāi)始不斷競(jìng)爭(zhēng)，2016年風(fēng)能明顯占據(jù)上風(fēng)。
全球范圍內(nèi)來(lái)看，不論是從財(cái)務(wù)上，還是從經(jīng)濟(jì)上、運(yùn)營(yíng)上，核能都面臨著非常大的問(wèn)題，新項(xiàng)目的更新率不足以使核電變得可持續(xù)，所以核電現(xiàn)在正在一個(gè)新的發(fā)展周期，想要有額外新增電量，就必須要有新開(kāi)工量，但新建機(jī)組非常不足。其次，這個(gè)行業(yè)面臨經(jīng)濟(jì)性困擾 ，致使能源公司致力于節(jié)約成本，可能導(dǎo)致在安全方面的投入減少，這必須引起重視。
中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)副主任徐玉明：
中國(guó)核電產(chǎn)業(yè)處在窗口期
核能是當(dāng)前唯一可以大規(guī)模代替煤炭、為電網(wǎng)提供穩(wěn)定可靠電力的能源，核電是中國(guó)綠色低碳能源體系建設(shè)不可或缺的重要組成部分。目前，中國(guó)核電的發(fā)電量占比為3.56%，這說(shuō)明還有足夠的發(fā)展空間，核電發(fā)展有個(gè)窗口期。
業(yè)內(nèi)預(yù)期，2030年中國(guó)核電裝機(jī)容量可達(dá)100至120 GW ，核電發(fā)電量占比達(dá)到 8%左右。2040年以后，核電裝機(jī)容量將達(dá)到150 GW ，發(fā)電量占比接近目前的世界平均值11%，中國(guó)核電發(fā)展還有非常好的遠(yuǎn)景。
但遠(yuǎn)景實(shí)現(xiàn)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括核電安全的挑戰(zhàn)、核電經(jīng)濟(jì)性的挑戰(zhàn)，核電技術(shù)自主創(chuàng)新的挑戰(zhàn)，公眾對(duì)核電接受度的挑戰(zhàn)。
中國(guó)核電機(jī)型選擇、廠址條件論證等方面采用了國(guó)際最先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，盡最大可能排除各種風(fēng)險(xiǎn)和隱患，不存在發(fā)生前蘇聯(lián)切爾諾貝利和日本福島那樣極端事故的條件，總體而言安全風(fēng)險(xiǎn)可控，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際消除放射性大規(guī)模釋放的目標(biāo)。同時(shí)，采取了很多措施和大量實(shí)驗(yàn)，防止或緩解引發(fā)事故以后產(chǎn)生的問(wèn)題。需要不斷改進(jìn)和提高設(shè)備可靠性，特別是提高關(guān)鍵崗位人員核安全文化素質(zhì)，加強(qiáng)政府部門(mén)的核安全監(jiān)管。
另外，國(guó)內(nèi)在建的第三代核電普遍出現(xiàn)了工期延誤、建造成本增加的問(wèn)題，電力工業(yè)新常態(tài)下競(jìng)價(jià)上網(wǎng)、限制上網(wǎng)電量等措施降低了核電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)，可再生能源成本下降以及氫能、儲(chǔ)能等新技術(shù)開(kāi)發(fā)利也給核電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及規(guī)模發(fā)展帶來(lái)壓力。同時(shí)，核電的自主創(chuàng)新目前還存在一些技術(shù)短板和薄弱環(huán)節(jié)，公眾接受度已經(jīng)成為核電可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要指標(biāo)。
面對(duì)這樣的形勢(shì)，中國(guó)核電堅(jiān)持兩個(gè)不動(dòng)搖非常重要：第一，發(fā)展核電的信心和決心不動(dòng)搖。第二，安全高效發(fā)展核電的方針不動(dòng)搖。中國(guó)核電產(chǎn)業(yè)目前還處在一個(gè)窗口期，核電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新時(shí)代的最主要特點(diǎn)就是，技術(shù)創(chuàng)新由“消化吸收為主”轉(zhuǎn)向“自主創(chuàng)新為主”，由“跟跑”向“領(lǐng)跑”邁進(jìn)，逐步走向世界核電技術(shù)高峰。
銀環(huán)控股集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)莊建新：
軍民融合利好核電裝備制造
2017年9月，十九大通過(guò)黨章修改，將軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略寫(xiě)入新黨章。在此背景下，核電作為國(guó)之重器，成為實(shí)施軍民融合國(guó)家戰(zhàn)略的重要聚焦點(diǎn)。
核電是唯一可大規(guī)模工業(yè)化的清潔能源，而且是“一帶一路”走出去的先行力量，更為海洋強(qiáng)國(guó)提供了動(dòng)力，是保障國(guó)家戰(zhàn)略安全的重要力量。核電同時(shí)牽引和帶動(dòng)了裝備制造業(yè)和先進(jìn)裝備技術(shù)發(fā)展。
從1991年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)幾次改制，寶銀特種鋼管有限公司目前共有14條具有國(guó)際先進(jìn)水平的生產(chǎn)線。2009年7月，寶銀公司、中廣核及東方重機(jī)簽訂防城港核電1號(hào)機(jī)組蒸發(fā)器換熱管國(guó)產(chǎn)化合同。2010年12月，首批產(chǎn)品下線發(fā)運(yùn)。此外，還向CAP1400重大專項(xiàng)、高溫氣冷堆和快堆提供管材產(chǎn)品。
裝備制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家實(shí)力的關(guān)鍵體現(xiàn)，而航母編隊(duì)全核化又是全球戰(zhàn)略裝備發(fā)展的必然趨勢(shì)。作為核動(dòng)力系統(tǒng)的“心臟主動(dòng)脈”，蒸汽發(fā)生器傳熱管的研發(fā)制造長(zhǎng)期受制于人。2010年，寶銀特鋼實(shí)現(xiàn)了民用核電690TT傳熱管的首次國(guó)產(chǎn)化，突破了核電管材的重大瓶頸，打破了國(guó)外長(zhǎng)達(dá)50年的技術(shù)壟斷和封鎖。690TT傳熱管已成功應(yīng)用于防城港核電1號(hào)機(jī)組。
中國(guó)目前具備了核電裝備制造能力，通過(guò)自主創(chuàng)新、自主研發(fā)，通過(guò)軍民融合，蒸汽發(fā)生器傳熱管從民用領(lǐng)域延伸至軍用領(lǐng)域。目前，寶銀特鋼的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了在大型運(yùn)載飛機(jī)、大運(yùn)載火箭、核動(dòng)力潛艇上的應(yīng)用。690管材的技術(shù)應(yīng)該說(shuō)是領(lǐng)先世界水平。而隨著我國(guó)海洋核動(dòng)力平臺(tái)建設(shè)的推進(jìn)，小型反應(yīng)堆將成為軍民融合的重中之重。
軍民融合是國(guó)家戰(zhàn)略，核技術(shù)應(yīng)用是軍民融合深度發(fā)展的重要組成部分。寶銀公司作為軍民融合的排頭兵，積極承擔(dān)“核電強(qiáng)國(guó)、科技興軍”的歷史使命，始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)國(guó)際領(lǐng)先，用新發(fā)展為新時(shí)代的國(guó)防建設(shè)作出新貢獻(xiàn)。
知識(shí)鏈接
我國(guó)支持氫能發(fā)展的主要政策文件
《中國(guó)制造2025》
規(guī)劃了燃料電池車輛及制氫、加氫等配套設(shè)施的發(fā)展目標(biāo)：到2020年，燃料電池堆壽命達(dá)到5000小時(shí)，整車耐久性到達(dá)15萬(wàn)公里，生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進(jìn)行示范運(yùn)行；到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。
《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃
（2016--2030年）》
規(guī)劃了能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新路線圖，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)志著氫能已經(jīng)納入我國(guó)能源戰(zhàn)略。
《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》
提出開(kāi)展氫能技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)、部件、裝備、材料和平臺(tái)的研究要求，要將開(kāi)發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)作為發(fā)展引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆技術(shù)之一加以規(guī)劃，布局新興產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)研發(fā)，贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
國(guó)外氫能發(fā)展現(xiàn)狀
▲美國(guó)目前約有1800輛氫燃料電池車，其中約有330輛注冊(cè)在加利福尼亞州，這些車中大多為公交車、叉車。目前美國(guó)約有55座加氫站在運(yùn)行中，其中約30座為民用，幾乎全部位于加州。美國(guó)在建的加氫站約為60座。
▲德國(guó)目前已建造33座加氫站，對(duì)外開(kāi)放23座。德國(guó)計(jì)劃到2030年建成300座加氫站。到2017年2月底，德國(guó)有481輛氫燃料電池車。
▲日本產(chǎn)經(jīng)省是日本氫和燃料電池技術(shù)的主管單位。日本大力支持氫和燃料電池發(fā)展。2017年初，日本首相安倍晉三表示，氫能源是能源安全的王牌和緩解全球變暖的措施。
日本的家庭用燃料電池?zé)犭娐?lián)供固定電站已于2009年正式商業(yè)化，已安裝了19萬(wàn)多臺(tái)。在推進(jìn)燃料電池汽車方面，豐田、本田等公司都宣布實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。到2017年3月，日本有1800輛氫燃料電池轎車和兩輛氫燃料電池大巴在路上運(yùn)行，有92座加氫站，其中90座對(duì)公眾開(kāi)放。
▲韓國(guó)要求到2030年出售的新車中要有10%為氫燃料電池車。按此比例，估計(jì)到2030年，韓國(guó)將會(huì)有18萬(wàn)輛氫燃料電池轎車。
韓國(guó)計(jì)劃到2020年有1萬(wàn)輛氫燃料電池轎車上路。目前，韓國(guó)共有加氫站11座，計(jì)劃到2020年達(dá)到100座。
（參考文獻(xiàn)：《國(guó)際氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》）
氫能利用小史
①大約在16世紀(jì)時(shí)，瑞士煉金術(shù)士發(fā)現(xiàn)了氫，最初氫被描述為“鐵溶解在硫酸中而產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)”。
②1783年，一個(gè)名為 A. L. Lavoisier的人將這種可燃燒的氣體命名為“氫”。
③1783年，法國(guó)物理學(xué)家雅克·查爾斯發(fā)明了第一個(gè)氫氣球。
④在美國(guó)，航空航天局（NASA）是氫的最大用戶。從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，NASA就將液體氫作為燃料來(lái)推動(dòng)火箭。現(xiàn)在氫已成為火箭領(lǐng)域的常用燃料。
