編者按：人類歷史上每次能源利用的里程碑式發(fā)展，都會(huì)開(kāi)啟一個(gè)新的時(shí)代。從木柴到煤炭再到石油，人類文明隨之飛速進(jìn)步，同時(shí)也越來(lái)越離不開(kāi)能源。未來(lái)能源的選擇將何去何從？答案似乎模糊卻也清晰。尋蹤能源發(fā)展史不難發(fā)現(xiàn)每次能源的更迭都是在向更高的能量密度發(fā)展，高效、清潔、可持續(xù)是要素，其中高效是必要條件。目前所知的燃料中能量密度最高就是氫氣，同時(shí)它還具備清潔和可持續(xù)的優(yōu)勢(shì)，因此氫能極大概率將成為能源的終極之路。

　　氫能迎來(lái)發(fā)展黃金期

　　——國(guó)際能源署發(fā)布專項(xiàng)報(bào)告呼吁推動(dòng)氫氣清潔利用進(jìn)程

　　本報(bào)記者 崔茉

這聽(tīng)起來(lái)很神奇：你把一個(gè)特殊裝置和空氣接觸，將它暴露在陽(yáng)光下，便開(kāi)始生產(chǎn)氫氣。事實(shí)上，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將這一設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)。能源行業(yè)已經(jīng)對(duì)氫能開(kāi)發(fā)利用了多年，但由于受制氫技術(shù)掣肘，一直未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。但近一段時(shí)期，越來(lái)越多的國(guó)際共識(shí)認(rèn)為，氫能將在世界向可持續(xù)能源的過(guò)渡中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

6月14日，在G20峰會(huì)召開(kāi)前夕，國(guó)際能源署(IEA)發(fā)布了一份特別的氫能發(fā)展報(bào)告，稱“氫能擁有巨大的潛力，世界不應(yīng)該錯(cuò)過(guò)這個(gè)使氫能成為我們清潔和安全的能源未來(lái)重要組成部分的獨(dú)特機(jī)會(huì)”。

　　清潔制氫技術(shù)正不斷取得突破

氫的燃燒效率大約是汽油的三倍。雖然氫能本身對(duì)環(huán)境不會(huì)造成什么影響，因?yàn)橹挥兴蜔崃孔鳛楦碑a(chǎn)品釋放出來(lái)。然而，生產(chǎn)氫氣的過(guò)程目前還不太環(huán)保。

當(dāng)前，約95%的氫氣是通過(guò)一種稱為蒸汽重整的過(guò)程產(chǎn)生的——將氫原子與甲烷中的碳原子分離。但是，這一過(guò)程會(huì)釋放溫室氣體，導(dǎo)致全球變暖。另一種生產(chǎn)方法，即電解法，將氫從水中分離出來(lái)。電解可以通過(guò)風(fēng)能、水電和太陽(yáng)能等可再生能源為原料實(shí)現(xiàn)，因此不會(huì)產(chǎn)生任何碳排放，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。

為了充分發(fā)揮氫氣作為替代化石能源主力的潛力，科學(xué)家們需要找到一種更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保且可行的方法來(lái)規(guī)?；a(chǎn)氫氣。據(jù)美國(guó)oilprice網(wǎng)站報(bào)道，利用空氣和水制氫的技術(shù)在今年已經(jīng)取得重要突破。

近日，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員表示，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，依靠太陽(yáng)能小型裝置，從陽(yáng)光和空氣中生產(chǎn)液態(tài)碳?xì)浠衔锶剂稀?ldquo;這種裝置證明了碳?xì)淙剂峡梢栽诂F(xiàn)實(shí)的條件下由陽(yáng)光和空氣制成。”該裝置直接從空氣中提取二氧化碳和水，并使用太陽(yáng)能對(duì)其進(jìn)行分解，得到包括氫氣和一氧化碳混合物在內(nèi)的合成氣，隨后將其加工成煤油、甲醇或其他烴類。

今年早些時(shí)候，荷蘭基礎(chǔ)能源研究所(DIFFER)與豐田汽車歐洲公司合作，試圖開(kāi)發(fā)一種裝置，吸收潮濕空氣中的水蒸氣，利用太陽(yáng)能將其分解為氫氣和氧氣。目前，研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新型固態(tài)光電化學(xué)電池，能夠從空氣中捕獲水，然后在陽(yáng)光照射下產(chǎn)生氫氣。

在比利時(shí)，魯汶大學(xué)(KU Leuven)的生物科學(xué)工程師在2月份表示，他們已經(jīng)制造出一種氫氣面板，可以利用空氣中的水分產(chǎn)生氫氣。根據(jù)研究人員預(yù)測(cè)，經(jīng)過(guò)十年的發(fā)展，該小組現(xiàn)在每天可以生產(chǎn)250升的氫氣。其中，20個(gè)這樣的氫氣面板可以為一個(gè)家庭在整個(gè)冬天提供電力和熱能。

　　減少碳排放是氫能擴(kuò)大利用的關(guān)鍵

上述氫能技術(shù)雖然已經(jīng)是歷史性的突破，但離規(guī)?；瘧?yīng)用尚有距離。鑒于從低碳能源生產(chǎn)氫氣的成本仍很高，當(dāng)前，工業(yè)使用的氫氣幾乎全部由天然氣和煤炭生產(chǎn)。國(guó)際能源署表示，每年由天然氣和煤炭制氫所釋放的二氧化碳大約為8.3億噸，相當(dāng)于英國(guó)和印度尼西亞年度碳排放量的總和。

減少現(xiàn)有氫氣生產(chǎn)的碳排放是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但也是增加全球清潔氫氣利用規(guī)模的機(jī)會(huì)。

一種方法是從化石燃料的氫生產(chǎn)中捕獲和儲(chǔ)存、利用二氧化碳。目前世界上使用這種工藝的工業(yè)設(shè)施還不太多，更多的工業(yè)設(shè)施正在籌備中。

另一種方法是從電能中獲得更多的氫供應(yīng)。在過(guò)去二十年中，已有200多個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，將電能和水轉(zhuǎn)化為氫氣，以減少碳排放。

在汽車、卡車、鋼鐵和供暖建筑等其他領(lǐng)域擴(kuò)大清潔氫氣的使用是另一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。目前全球約有1.12萬(wàn)輛氫燃料電池動(dòng)力汽車在道路上行駛。到2030年，鼓勵(lì)使用氫能源汽車的政府希望這一數(shù)字急劇增加到250萬(wàn)輛。

國(guó)際能源署分析，預(yù)計(jì)到2030年，用可再生電力生產(chǎn)氫氣的成本可能會(huì)下降30%。由于可再生能源成本下降和氫氣產(chǎn)量的增加，氫燃料電池、加氫設(shè)備都可以從大規(guī)模制造中受益。

除生產(chǎn)工藝外，氫能發(fā)展還面臨以下亟待解決的問(wèn)題：氫氣的密度很低，需要在高壓下儲(chǔ)存和運(yùn)輸；氫氣易燃且無(wú)味，燃燒之前，必須使用傳感器檢測(cè)泄漏；氫燃料供應(yīng)商是否愿意建設(shè)數(shù)量龐大的加氫站來(lái)服務(wù)氫燃料電動(dòng)汽車等。

　　推動(dòng)氫能加快發(fā)展路在何方

國(guó)際能源署執(zhí)行主任法提赫·比羅爾指出：“當(dāng)前氫能迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，不論是能源進(jìn)口國(guó)還是出口國(guó)的政府，以及可再生能源行業(yè)、電力和燃?xì)夤眯袠I(yè)、汽車制造商、石油和天然氣公司、一些大型技術(shù)公司和城市，都在積極推動(dòng)氫能發(fā)展。”

為了鞏固這一勢(shì)頭，國(guó)際能源署在其專項(xiàng)報(bào)告提出了四個(gè)推動(dòng)氫氣發(fā)展的建議，以幫助政府、企業(yè)和其他利益相關(guān)者擴(kuò)大全球氫能發(fā)展的規(guī)模。

一是使工業(yè)港成為擴(kuò)大使用氫氣的中樞。目前，大部分以化石原料生產(chǎn)的氫氣作為工藝原料的煉油和化工品工廠集中在世界各地的沿海工業(yè)區(qū)，鼓勵(lì)這些工廠轉(zhuǎn)向更清潔的氫氣生產(chǎn)將會(huì)減少整體成本。

二是依托現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施如天然氣管道輸送氫氣。如能依托目前上百萬(wàn)公里的天然氣管道，僅僅將其中5%的管道用來(lái)運(yùn)輸氫氣，將大大增加對(duì)氫氣的需求并減少成本。

三是擴(kuò)大氫燃料在貨運(yùn)、客運(yùn)車隊(duì)中的使用。沿著固定路線運(yùn)送乘客和貨物的汽車、卡車和公共汽車可以轉(zhuǎn)向使用燃料電池電動(dòng)汽車。

四是啟動(dòng)氫貿(mào)易的第一條國(guó)際航線。國(guó)際合作對(duì)于加速清潔氫氣的發(fā)展至關(guān)重要。

此外，國(guó)際能源署指出，國(guó)家、城市政府應(yīng)在長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略中確立氫的作用。氫能生產(chǎn)、利用和開(kāi)發(fā)的公司也應(yīng)確立長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)，加大對(duì)氫能的研發(fā)力度，通過(guò)政策和技術(shù)的創(chuàng)新推動(dòng)氫能的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。若這些政策和規(guī)劃真能很好地被各方采納和執(zhí)行，那么，氫能發(fā)展的黃金期確實(shí)已經(jīng)到來(lái)了。

　　“灰犀牛”即將到來(lái)？

　　——技術(shù)突破助力未來(lái)能源轉(zhuǎn)型

　　本報(bào)記者 王馨悅

BP集團(tuán)首席技術(shù)官大衛(wèi)·艾頓在北京6月舉辦的未來(lái)能源大會(huì)上表示，目前人類直擊雙重挑戰(zhàn)——一方面要減排，另一方面則是如何應(yīng)對(duì)新增的需求。那么挑戰(zhàn)應(yīng)如何面對(duì)？降低成本、提高效率的“核心密碼”是什么？

　　油氣市場(chǎng)平衡再博弈能源革命加快步伐

當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)正處于百年未有之大變局當(dāng)中，新一輪能源革命加速推進(jìn)，應(yīng)對(duì)全球能源安全和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題迫在眉睫。

近幾年的低油價(jià)導(dǎo)致石油行業(yè)投資不足，后期新增產(chǎn)能不足將給供應(yīng)側(cè)帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。同時(shí)，美國(guó)頁(yè)巖油增產(chǎn)、“減產(chǎn)聯(lián)盟”減產(chǎn)導(dǎo)致全球原油品質(zhì)結(jié)構(gòu)向輕質(zhì)化發(fā)展，能源安全和能源轉(zhuǎn)型成為未來(lái)能源經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的全局性問(wèn)題。

新能源發(fā)展進(jìn)入了黃金發(fā)展時(shí)期，然而非常規(guī)油氣資源依舊十分豐富，至少可以讓石油工業(yè)再發(fā)展150年，如果它被替代，那么一定是成本更加低廉的能源。

未來(lái)能源的發(fā)展取決于技術(shù)、材料和商業(yè)模式的創(chuàng)新，新的能源生產(chǎn)轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)運(yùn)方式產(chǎn)生的生產(chǎn)力正在催生新的生產(chǎn)關(guān)系、新的產(chǎn)業(yè)分工和新的生存法則。傳統(tǒng)上以控制資源與通路而成功的大型能源公司審時(shí)度勢(shì)，紛紛開(kāi)啟了對(duì)于跨界轉(zhuǎn)型創(chuàng)新模式的探索。

大衛(wèi)·艾頓介紹，BP集團(tuán)業(yè)務(wù)仍聚焦于油氣，但是在此基礎(chǔ)上，將對(duì)未來(lái)能源進(jìn)行一些戰(zhàn)略性投資。投資項(xiàng)目既要滿足盈利性，又要考量低碳能源的戰(zhàn)略價(jià)值，因?yàn)檫@是未來(lái)能源行業(yè)真正的競(jìng)爭(zhēng)。

新能源的資源利用可以再利用千萬(wàn)年，且消費(fèi)占比在不斷增加，投資在增加，成本卻在下降，接近化石能源，這給新能源帶來(lái)很大的機(jī)遇，由此可見(jiàn)以新能源消費(fèi)為主成了必然趨勢(shì)。

　　“一帶一路”為依托把握能源變革方向

當(dāng)前，全球能源治理體系正在加速重構(gòu)，我國(guó)在能源領(lǐng)域的國(guó)際合作邁入“引進(jìn)來(lái)”和“走出去”并舉的歷史關(guān)鍵期。以“一帶一路”倡議為依托，構(gòu)建連接世界能源合作網(wǎng)絡(luò)是今后一段時(shí)期努力的方向。

2018年我國(guó)聯(lián)合相關(guān)國(guó)家共同發(fā)表了《共建“一帶一路”能源合作伙伴關(guān)系部長(zhǎng)聯(lián)合宣言》，明確未來(lái)將在新能源、智能電網(wǎng)及煤炭清潔利用等方面開(kāi)展更多的國(guó)際合作，展示了我國(guó)融入國(guó)際能源治理體系，堅(jiān)定推動(dòng)綠色可持續(xù)發(fā)展的決心。各行業(yè)、各地區(qū)應(yīng)該不斷增加可再生能源占比，為在世界范圍內(nèi)即將到來(lái)的綠色低碳能源變革奠定良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)前全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命加速推進(jìn)，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)與能源技術(shù)深度融合，形成了能源生產(chǎn)和消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)。智能化等新興技術(shù)讓供應(yīng)側(cè)、需求側(cè)、儲(chǔ)能等前所未有的聯(lián)系在一起，革命性地改變了能源傳統(tǒng)框架。因此在能源安全嚴(yán)峻形勢(shì)下，能源技術(shù)革命中的技術(shù)轉(zhuǎn)型要快，能源市場(chǎng)革命中的博弈決策也要快。

我國(guó)能源發(fā)展行動(dòng)的步伐從未停止。能源科技創(chuàng)新高度活躍，我國(guó)能源發(fā)展進(jìn)入轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期，急需辨識(shí)適合我國(guó)國(guó)情的新能源重大變革技術(shù)方向，并認(rèn)清這些變革技術(shù)對(duì)能源生產(chǎn)消費(fèi)革命影響的本質(zhì)和全貌。對(duì)此中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院副院長(zhǎng)張鳳表示，考慮能源的生產(chǎn)端、消費(fèi)端，以及系統(tǒng)集成，研究院遴選出了最有可能影響我國(guó)能源革命的十項(xiàng)能源變革技術(shù)方向，其中包括生產(chǎn)端的煤炭清潔高效利用，氫能與燃料電池技術(shù)等。

張鳳認(rèn)為，從能源的生產(chǎn)端、消費(fèi)端和系統(tǒng)集成三個(gè)維度進(jìn)行全景式、系統(tǒng)式的研究，才能準(zhǔn)確把握新能源的重大技術(shù)方向和它的影響程度，從而為國(guó)家頂層規(guī)劃布局提供參考。

應(yīng)該說(shuō)，長(zhǎng)期以來(lái)科技都是推動(dòng)能源革命的決定性力量，中國(guó)作為新一輪全球性的能源革命的主力軍，在能源革命的大潮中，唯有勇敢擁抱未來(lái)才能擁有未來(lái)。

　　石油公司超前布局技術(shù)助力能源之路

世界各國(guó)均在提速新能源產(chǎn)業(yè)，保持天然氣規(guī)模，減少石油投資。無(wú)論是考慮碳排放需求，還是新能源的發(fā)展態(tài)勢(shì)，石油公司已經(jīng)無(wú)法再忽視能源轉(zhuǎn)型。尋求油氣業(yè)務(wù)與新能源之間的平衡，是石油企業(yè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

以BP集團(tuán)為例，2017年12月， BP以2億美元收購(gòu)了歐洲最大太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)商Lightsource 43%的股份；2018年5月，BP通過(guò)招標(biāo)項(xiàng)目收購(gòu)了愛(ài)爾蘭物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)公司Ubiworx，以此構(gòu)建更多互聯(lián)、智能、高效和可持續(xù)的能源系統(tǒng)；2018年6月，BP宣布就收購(gòu)英國(guó)最大的電動(dòng)汽車(EV)充電公司Chargemaster事宜達(dá)成協(xié)議；2019年1月，BP集團(tuán)技術(shù)投資子公司BP Ventures為技術(shù)初創(chuàng)公司Belmont Technology提供了500萬(wàn)美元A輪融資，以加強(qiáng)公司在其上游業(yè)務(wù)中的人工智能化和數(shù)字化。

事實(shí)上，國(guó)際石油公司對(duì)于未來(lái)能源的超前布局遠(yuǎn)不止于此。BP集團(tuán)在未來(lái)能源方面主要投資五大領(lǐng)域，包括電氣化以及自動(dòng)化交通、生物及低碳產(chǎn)品、碳管理、數(shù)字技術(shù)、電力與存儲(chǔ)等。大衛(wèi)·艾頓表示BP集團(tuán)在上述五大領(lǐng)域投資2億美元進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。此外，每年投資在創(chuàng)新方面的總體費(fèi)用近10億美元，主要用于提升企業(yè)重點(diǎn)業(yè)務(wù)的技術(shù)能力，并在其他方面進(jìn)行探索。據(jù)此不難看出，在提升現(xiàn)有油氣業(yè)務(wù)表現(xiàn)的同時(shí)，加快部署可再生能源，發(fā)展低碳業(yè)務(wù)，已經(jīng)成為國(guó)際石油大公司未來(lái)專注的發(fā)展方向。自主之路終將開(kāi)啟氫能發(fā)展至關(guān)重要

提到低碳，就要說(shuō)起近年來(lái)備受關(guān)注的氫能。全球主要國(guó)家高度重視氫能與燃料電池的發(fā)展，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將氫能上升到國(guó)家能源戰(zhàn)略高度，不斷加大對(duì)氫能上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，不斷加大對(duì)氫能及燃料電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化扶持力度。根據(jù)氫能委員會(huì)預(yù)測(cè)，到2050年氫能可能占全球總能源消費(fèi)的20%。歐盟平均每年投入超過(guò)1億歐元；德國(guó)和日本提出要實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì)領(lǐng)先全球；美國(guó)提出2030年-2040年將全面實(shí)現(xiàn)氫能經(jīng)濟(jì)；氫能也首次進(jìn)入了中國(guó)《政府工作報(bào)告》，提出要推動(dòng)充電+氫等設(shè)施建設(shè)把前端和后端連接起來(lái)。

目前中國(guó)氫氣的來(lái)源主要是化石，未來(lái)電解水、太陽(yáng)能的電解水制氫可能是未來(lái)大規(guī)模綠色制氫的最主要方式。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院副院長(zhǎng)鄒才能認(rèn)為能源技術(shù)革命中氫能可能是新能源革命的“灰犀牛”，因?yàn)闅淠茉吹膬?yōu)勢(shì)非常明顯，重量最輕，導(dǎo)熱最好，發(fā)熱值高，燃燒性好，無(wú)毒環(huán)保，幾乎沒(méi)有缺點(diǎn)。而氫能發(fā)展面臨的三大難題——成本較高、加氫較難、數(shù)量有限，都是暫時(shí)的。鄒才能表示，在目前的重要機(jī)遇期，應(yīng)該重視氫能源的研究，從上游制氫、中游儲(chǔ)運(yùn)、下游利用進(jìn)行新技術(shù)研發(fā)。

中國(guó)有沒(méi)有可能通過(guò)新能源實(shí)現(xiàn)中國(guó)能源自主？鄒才能把傳統(tǒng)的能源比作白天鵝，新能源比作黑天鵝，認(rèn)為未來(lái)不管白天鵝還是黑天鵝都會(huì)和諧相處，傳統(tǒng)能源和新能源和諧發(fā)展才能做出更大的貢獻(xiàn)。為順應(yīng)世界能源發(fā)展新形勢(shì)，中國(guó)石油新能源核心業(yè)務(wù)正在進(jìn)行時(shí)，地?zé)?、核能、氫能、?chǔ)能新材料等領(lǐng)域都在加快研究和創(chuàng)新。能源是安全的基石，能源技術(shù)不斷突破，終將開(kāi)啟中國(guó)能源自主之路。