7月24日,氢能发展战略研讨会在中国石化集团公司举办。中国工程院院士,中国工程院原副院长干勇在视频连线中表示,我国发展氢能产业有诸多应用场景,部分地方已经着手布局氢能产业链,但在核心材料、零部件、装备重大工程等方面仍有很大发展空间。

中国工程院院士,中国工程院原副院长干勇

干勇表示,氢能作为二次能源,从制氢和运氢的成本而言,也很具有经济性,但国内氢能产业发展整体水平仍然与国际先进水平存在较大差距,在燃料电池、关键材料、零部件、装备等方面还有许多问题亟待解决。比如:膜电极是燃料电池最昂贵的部件,国内制定了支持中长期膜电极计划,但有些指标没有达到,投入还不够,大型企业的介入也不够。

国内氢能产业形成了六个产业集群,包括氢能源的利用、新燃料电池、汽车示范线等,截至2020年2月,中国加氢站数量达到64座,有40个地区出台了相关的氢能规划,其中,广东和山东已经通过了验收。

氢能源在我国地方发展方面,干勇介绍,京津冀、华东等六大产业集群完整的产业链正在形成。河北钢铁很早就准备利用钢铁行业工艺大量产氢,进行柴油机的改进,建立统一的加氢站,每天加氢500公斤,现在已经开始试运行。

山东全省在氢能源发展方面统一行动,以合理的规划降低成本。山东电解铝和焦炉煤气产量很高,副产氢近90万吨,仅现存氢就达到75万吨。在氢燃料电池汽车的示范上,包括山东潍柴等都在行动。山东的发展战略是“两横两纵氢走廊”,氢气产能庞大、副产氢多,发展氢能条件非常好。

光伏发电成本很低,最低到1毛钱。在风电、光电国内我们算了一下“绿氢”大概每公斤30元以下,这个目标对氢的成本是有一个很好的表现。但是这种地区并不是太多,它要融合风能,包括河北的张家口、吉林的白城等等光伏风电都是非常好的,还有福建、河北、新疆、青海。

广东发展氢能进展很快,特别是佛山,已经建成了17座加氢站,现在已经有2159辆燃料电池车。补贴政策方面,最多可以补贴到每个加氢站800万。广东省“一环三线”的规划上周刚刚进行了验收,近期要达到一万辆新燃料电池的运行。

干勇称,新燃料电池要大量推广有一定的市场限制,但可以作为技术驱动型,运氢、输氢、加氢、储氢,包括加氢站、标准、示范县向全国输出技术。比如山西省发展氢气是环保驱动,其每年外输6亿吨煤,50%是公路运输,2050年,山西省及京津冀地区燃料电池预测消耗氢气约1400万吨,所需煤约1亿吨。

四川省的可再生能源比较丰富,水、天然气不少,产氢28万吨左右,可满足6万辆公交使用。海南方面,2030年燃油车禁售,新燃料汽车就是非常好的应用场所,目前海南也在做新的规划。内蒙古是重要的产煤地,将是氢能很重要的来源地。

云南水资源开发力巨大,目前正在做发展氢气的规划,有一些特殊的有利条件,除了可再生能源、水资源、水电,云南有几千个废有色金属矿,可以作为储氢或者是储二氧化碳的大仓储,成本很低。

“全球氢能竞争中我们还没有占据优势,我们核心材料、零部件、装备重大工程等方面存在不少关键问题,我们能源体系定位还不清楚,顶层设计和法律法规不完善,希望粤港澳、长三角、京津冀等等全省一盘棋,这样可以能源合理、效率高、成本低。”干勇说。

干勇提出,中国应该在柴油车方面开创氢能的“重卡时代”。因为柴油氮氧化物排放量占排放总量68.3%,柴油车占汽车保有量的9.4%,颗粒物排放量占排放总量99%以上。物流密集的港口地区适合建立柴改氢示范区,氢燃料电池车的特点适合长距离、重载,若改为“氢能重卡”,氢需求量大。

此外,氢和锂动力电池相比,400公里左右和纯电动汽车成本基本持平,略高一点。但是里程超过400公里的时候,它的程序和里程特性得以体现。因为这时候纯锂动力汽车充电时间又长,还不如氢燃料电池的经济性。

港口地区大型钢铁企业及联产焦化企业,副产氢来源有保障,可实现氢源供应的经济效益。港口交通发达,可以开创氢能重卡时代,优先发展氢能源商用物流车这是重中之重。国内的主要海港,按照一个月货物60%的公路运输比例,估算重量2.36亿吨,约1600万车次,需消耗柴油400万吨,折算氢气240万吨/月。

此外,钢铁行业可以搞氢循环经济。他提出,氢气的纯度不需太高,达到60%的就很好用。第二,用氢生产的铁水量纯度相当高,没有碳,耐蚀能力超过一般的不锈钢。现在宝武已经全部启动,抓两头,促中间,抓用氢和制氢,促进储氢、运氢、加氢的发展,因而氢能冶金技术,对钢铁行业流程制造也很重要。

原来并没有把氢作为能源,普华永道2020年《绿氢的黎明》报告里面预计本世纪中叶实验用氢达到5亿3000万吨,现在看来有煤制氢、天然气制氢、工业副产氢、火电、光电、光催化制氢、生物发酵制氢等等。氢能的应用场景非常丰富,除了交通运输以外,为什么现在氢能作为能源的高潮上来了,首先应该感谢在交通运输上的投入。还有在能源系统、供电供热、炼化冶金的其他应用上的应用场景。

保守估计,未来氢在我国终端能源体系中2050年占10%,我估计是10-15%。世界氢能巨头们讨论,他们认为应该到18%,所以氢能将成为我国能源战略的重要组成部分,与电力协同互补,共同为终端能源体系的消费主体可以带来几十万亿新兴产业。

此外,固态储氢固态储氢已经有一定商业模式,经济可行性高,技术路线也已经出现。