“我國(guó)能源依存度達(dá)到75%，已經(jīng)遠(yuǎn)超能源安全紅線，也限制了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，文明發(fā)展需要持續(xù)消耗能源，能持續(xù)多久需要思考。”寶武清潔能源有限公司氫能技術(shù)總監(jiān)饒文濤在9月14日-16日舉行的FCVC2020大會(huì)上說(shuō)，以前減排于企業(yè)而言，是可選可不選，現(xiàn)在是一個(gè)必選項(xiàng)。而目前靠減排和有限的新能源，能不能解決危機(jī)問(wèn)題還未知。

饒文濤提出了發(fā)展清潔能源的重要性、緊迫性，同時(shí)他還指出碳能源向氫能源這一清潔能源轉(zhuǎn)化是趨勢(shì)，氫能源正在向不同的行業(yè)進(jìn)行滲透，汽車(chē)行業(yè)走在前面，同時(shí)也開(kāi)始向包括鋼鐵行業(yè)在內(nèi)的其他行業(yè)滲透。

值得注意的是，氫能作為清潔能源固然是好，但現(xiàn)階段仍然面臨很多問(wèn)題。

德國(guó)尤利希研究中心IEK-3技術(shù)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析研究所主任 Detlef STOLTEN在會(huì)上指出：“氫作為清潔能源的載體，它的存儲(chǔ)系統(tǒng)還有很多問(wèn)題需要解決，現(xiàn)在我們需要穩(wěn)定整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并且將整個(gè)供能以及發(fā)電系統(tǒng)做到穩(wěn)定。”

在存儲(chǔ)方式上，目前有高壓儲(chǔ)氫、固態(tài)金屬儲(chǔ)氫、有機(jī)化合物儲(chǔ)氫、液氫等多種儲(chǔ)存方式，每一種存儲(chǔ)方式各有優(yōu)劣勢(shì)，每一種存儲(chǔ)裝備技術(shù)都有待進(jìn)步，尤其是液氫。同時(shí)業(yè)界對(duì)氫氣來(lái)源有很多爭(zhēng)議，在技術(shù)、成本等多種因素影響下，灰氫、藍(lán)氫、綠氫該怎么抉擇?

綠氫的美好與困境

高工氫電在本次FCVC2020會(huì)議上發(fā)現(xiàn)，權(quán)威專家與能源巨頭高層幾乎都傾向發(fā)展綠氫，因?yàn)檫@才是發(fā)展清潔能源的初衷與意義。當(dāng)然也有意見(jiàn)指出，中國(guó)要根據(jù)實(shí)際情況先發(fā)展便宜的氫，等規(guī)模上量后再考慮逐步發(fā)展其他來(lái)源的氫。

康明斯副總裁彭立新博士與中國(guó)電力科學(xué)研究院首席系統(tǒng)架構(gòu)師周二專博士首先從可再生能源與綠氫相輔相成的角度來(lái)支持綠氫發(fā)展。

可再生能源的多元化發(fā)展有利于維護(hù)能源安全，可逐步替代化石能源，從而根本實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，是我國(guó)能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的重要方向。

但由于我國(guó)發(fā)電與負(fù)荷的地理分布不均勻，遠(yuǎn)距離外送技術(shù)存在一定制約，同時(shí)可再生能源發(fā)電具有隨機(jī)性和季節(jié)性的特點(diǎn)。這些制約因素加大了調(diào)度運(yùn)行難度，無(wú)法充分實(shí)現(xiàn)可再生能源價(jià)值，導(dǎo)致棄風(fēng)棄水棄光嚴(yán)重，這是目前制約可再生能源發(fā)電的主要原因。目前我國(guó)可再生能源的發(fā)展挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。

而氫能既是能源，也是靈活的能源載體，正被應(yīng)用于各個(gè)終端領(lǐng)域，包括交通運(yùn)輸，供電供熱，化工冶金等。綠氫(水電解技術(shù)+可再生能源制氫)不僅豐富了可再生能源的外送和消納途徑，其快速功率調(diào)制特性可增加電網(wǎng)安全穩(wěn)定性，氫的儲(chǔ)能特性更能起到“削峰平谷”作用，打破了可再生能源的發(fā)展瓶頸。

水電解制氫和儲(chǔ)能是可再生能源發(fā)展的技術(shù)前景，而可再生能源的發(fā)展也將為綠氫賦能。

在會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高則強(qiáng)調(diào)了綠氫對(duì)于燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性：“中國(guó)10%的綠氫就能夠滿足2025年燃料電池對(duì)氫用量的需求，同時(shí)氫純度也能夠滿足。而化工副產(chǎn)氫雜質(zhì)很難去除干凈，質(zhì)量很不好控制，一旦污染燃料電池就得不償失，現(xiàn)在有些加氫站都已經(jīng)被污染，這個(gè)成本太高。”

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，綠氫對(duì)于整個(gè)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈意義重大，可確保整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的零污染。綠氫是氫燃料電池車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵成功要素，提高綠氫比重是氫燃料電池車(chē)發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)。

不過(guò)，當(dāng)前發(fā)展綠氫遇到技術(shù)難度大、成本高等諸多難題。所以作為現(xiàn)實(shí)主義者的中國(guó)工程院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)教授彭蘇萍院士對(duì)于發(fā)展氫能提出了自己的看法。

“學(xué)術(shù)界對(duì)于灰氫、藍(lán)氫、綠氫討論很多，我們工程院的觀點(diǎn)是首先要做便宜的氫，要形成規(guī)模，不形成規(guī)模，不把價(jià)格降下來(lái)，都只是空談。”彭蘇萍說(shuō)，從技術(shù)成熟度和成本兩方面考慮，可再生能源制氫成本十分高，生物制氫則不但成本高，而且環(huán)境污染一點(diǎn)也不比煤制氫小。如果碳捕捉技術(shù)普及，其實(shí)煤制氫、化工副產(chǎn)氫可能是中國(guó)發(fā)展氫能的一個(gè)依靠。

液氫將發(fā)揮巨大作用?

目前業(yè)界考慮到氫氣的存儲(chǔ)問(wèn)題，大多基于車(chē)載儲(chǔ)氫來(lái)考慮。在FCVC2020會(huì)議上，專家們與能源巨頭高層指出，車(chē)載儲(chǔ)氫長(zhǎng)期將以高壓儲(chǔ)氫為主，但氫氣作為潛在巨量能源，高壓儲(chǔ)氫將滿足不了巨大的儲(chǔ)存運(yùn)輸需求，液氫技術(shù)必須提上發(fā)展日程。

同濟(jì)大學(xué)燃料電池復(fù)合電源研究所所長(zhǎng)張存滿指出，車(chē)載儲(chǔ)氫需要滿足簡(jiǎn)單可靠、儲(chǔ)氫密度高、體積小、重量輕、安全性高、成本低等條件。對(duì)幾種儲(chǔ)氫方式進(jìn)行排序，從成熟度來(lái)看，優(yōu)先是高壓儲(chǔ)氫。他判斷，未來(lái)五年之內(nèi)看不到其他車(chē)載儲(chǔ)氫技術(shù)取代高壓儲(chǔ)氫。

張存滿對(duì)于車(chē)載儲(chǔ)氫的判斷有他的理由。但車(chē)用氫氣占整個(gè)氫能比重并不高，預(yù)計(jì)僅有15%左右。如果從整個(gè)氫能發(fā)展角度考慮，儲(chǔ)氫方式就必須革新。

“在能源安全與環(huán)境保護(hù)雙輪驅(qū)動(dòng)下，到2050年氫能總量要達(dá)到能源使用的近20%，發(fā)展前景非常好。過(guò)去我們真正使用的新能源體量并不大，現(xiàn)在談的都是很小的量，即使車(chē)用也不是太多。”中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員李青說(shuō)，我們現(xiàn)在對(duì)儲(chǔ)氫已經(jīng)做了很多研究，但遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到未來(lái)氫能系統(tǒng)所需要的體量，所面臨的問(wèn)題可能還沒(méi)有暴露的太充分。

李青指出，各種不同的車(chē)載儲(chǔ)氫方式各有特點(diǎn)，其實(shí)需要從全生命周期考慮，綜合考慮到底該用哪一種。作為能源體系考慮，液氫技術(shù)將在未來(lái)的能源基礎(chǔ)設(shè)施體系里發(fā)揮很大作用。

目前世界上近五百座加氫站，有三分之一是液氫加氫站，為什么?液氫的實(shí)用性在規(guī)模水平上已經(jīng)體現(xiàn)的比較清楚。同時(shí)液氫純度非常高，比一般氫氣高一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)，不會(huì)損害燃料電池性能。液氫看似成本高，但如果應(yīng)用端因?yàn)闅錃饧兌瘸霈F(xiàn)問(wèn)題，成本同樣也會(huì)很高。

與李青持有相似觀點(diǎn)，國(guó)能集團(tuán)低碳院北美研究中心氫能總監(jiān)Jimmy LI在會(huì)上說(shuō)：“我們要分析整個(gè)供應(yīng)鏈來(lái)選擇最佳的選擇方案，液氫已經(jīng)使用超過(guò)七十多年，首先是工業(yè)領(lǐng)域然后商業(yè)領(lǐng)域，液氫的經(jīng)濟(jì)性包括運(yùn)輸性，相比氣態(tài)的更勝一籌。”

“我們低成本主要基于四個(gè)支柱技術(shù)，從商業(yè)認(rèn)證的淺試泵，還有隔離閥門(mén)，可以讓我們對(duì)泵進(jìn)行獨(dú)立維護(hù)，而不是把整個(gè)儲(chǔ)氫槽進(jìn)行排空，同時(shí)有新的分配循環(huán)和解決方案，還有地下儲(chǔ)氫罐，大大降低占地成本。”Jimmy LI透露。

然而，目前中國(guó)沒(méi)有液氫站，到現(xiàn)在也沒(méi)有獨(dú)立的一條液氫自主技術(shù)路線。“液氫需要各個(gè)層級(jí)的技術(shù)完整，近年來(lái)國(guó)內(nèi)在液氫的核心技術(shù)上，包括氫液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)扔辛艘恍┹^大的突破，但相對(duì)氫能其他技術(shù)來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)在液氫技術(shù)上投入和產(chǎn)出的成果相對(duì)少的多，希望能引起足夠的重視，推動(dòng)我國(guó)氫能建設(shè)健康發(fā)展。”李青建議。

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