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國際氫能展獲悉," 雙碳 " 時(shí)代,綠色優(yōu)先,氫能因其蘊藏豐富、消耗時(shí)不產(chǎn)生溫室氣體、儲存時(shí)間長(cháng)等特性備受矚目,價(jià)值日益凸顯。
今年以來(lái),政策與資本都在大力開(kāi)拓氫能產(chǎn)業(yè),各地政府也在出臺氫能方案,促使氫能發(fā)展。許多領(lǐng)域的專(zhuān)家院士都發(fā)表了專(zhuān)業(yè)的演講,暢談氫能的未來(lái)發(fā)展,提出觀(guān)點(diǎn)分析并給予建議。僅近幾個(gè)月,就有不下十位院士就氫能發(fā)展發(fā)表演講。
以下是2023年5-9月,10位中國工程院及中國科學(xué)院院士在公開(kāi)場(chǎng)合談到有關(guān)氫能的看法與建議:
1、中國工程院院士陳學(xué)東:氫氣安全高效儲運是產(chǎn)業(yè)規?;l(fā)展的關(guān)鍵
9月20日,在 2023世界制造業(yè)大會(huì )新能源汽車(chē)論壇上,陳學(xué)東指出,氫能及燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈包括制、儲、運、加、用環(huán)節,氫氣安全高效儲運是產(chǎn)業(yè)規?;l(fā)展的關(guān)鍵。盡管我國在氫能儲運技術(shù)上有所進(jìn)展,但與美國、歐洲、日本等發(fā)達國家相比仍存在不足。
純氫儲運路線(xiàn)是目前主要發(fā)展的路線(xiàn),包括常溫高壓氣態(tài)氫 ( 主流 ) ,深冷常壓或低壓液態(tài)氫、深冷 - 高壓超臨界氫、帶壓固態(tài)儲氫、有機液體儲氫等。在氣氫站方面,大容積 IV 型儲氫瓶組、高壓大流量氫氣壓縮機、緊湊型氫氣預冷器、高壓臨氫閥門(mén)尚不能自主設計制造;氫液化方面,我國大規模低能耗氫液化工藝、氫膨脹機仍存在技術(shù)瓶頸,緊湊型冷箱換熱器、深冷液氫球罐還處在開(kāi)發(fā)階段;液氫站方面,我國示范應用起步較晚,液氫潛液泵、往復泵、閥門(mén)、汽化器等關(guān)鍵裝備尚不能自主設計制造;車(chē)載用氫方面,70MPa 車(chē)載 IV 型瓶及瓶口組合閥、車(chē)載液氫瓶在國內尚處于產(chǎn)品樣機階段;公路運氫方面,我國亟需研發(fā) 50MPa 大容量 IV 型瓶管束集裝箱,滿(mǎn)足高效運氫需求。
2、中國科學(xué)院院士、國際氫能與燃料電池協(xié)會(huì )理事長(cháng)歐陽(yáng)明高:綠氫或將成為繼光伏電池、鋰電池、電動(dòng)汽車(chē)之后第四大出口產(chǎn)品
在9 月14-15日舉辦的榆林會(huì )議上,歐陽(yáng)明高提出以下觀(guān)點(diǎn):
燃料電池的商業(yè)化方面,現在整個(gè)燃料電池系統的成本已經(jīng)在快速下降。去年降到3000元,今年已經(jīng)降到2500元左右,而且還會(huì )持續下降。預計到 2025 年將至 1000 元,2030 年將至 500 元,到時(shí)候是可以和傳統內燃機競爭的。
而且,現在氫燃料電池系統壽命還在 2 萬(wàn)小時(shí)左右。下一步 2025 年希望到 2.5 萬(wàn)小時(shí),到 2030 年希望達到 3 萬(wàn)小時(shí)到 3.5 萬(wàn)小時(shí),技術(shù)上還需要進(jìn)一步研發(fā)。
在綠氫制備電解方面,中國綠氫產(chǎn)業(yè)現在已經(jīng)發(fā)展起來(lái)的就是制氫,目前在全球很不錯的,中國是全球最大的氫氣生產(chǎn)和消費市場(chǎng)。未來(lái)到 2030 年,可能會(huì )催生 100GW 級別的電解市場(chǎng),也就是 1 億 kW 的電解市場(chǎng)。尤其是中國的電解在全球具有成本優(yōu)勢,將來(lái)也有可能成為繼光伏電池、鋰電池、電動(dòng)汽車(chē)這三個(gè)新能源產(chǎn)品之后的第四大出口產(chǎn)品。
此外,歐陽(yáng)明高表示:" 目前最具潛力、最現實(shí)、成本最低、壽命最長(cháng)、最有中國優(yōu)勢的還是堿性電解。我們現在訂貨量(大規模)100GW 以上都是堿性電解。"
3、中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)電子與信息學(xué)部主任管曉宏:氫賦能分布式零碳智慧能源系統
在 9 月 14-15 日舉辦的榆林會(huì )議上,管曉宏提出:
能源電力系統綠色化勢在必行,經(jīng)濟儲能技術(shù)是利用可再生新能源的關(guān)鍵,也是為未來(lái)算力系統和通信系統提供綠色能源的基礎;
氫能賦能的供電、多能儲能、轉換和互補的控制優(yōu)化,能夠實(shí)現局域能量平衡,保證系統經(jīng)濟性,構建市場(chǎng)可復制的分布式零碳能源系統;
氫賦能分布式零碳智慧能源系統,將可能深度改變能源結構,為未來(lái)分布式數據中心、高速通信站點(diǎn)提供零碳能源,實(shí)現以綠色、分布、市場(chǎng)為標志的能源革命。
4、中國工程院院士、國家電網(wǎng)公司顧問(wèn)、國家能源集團電力領(lǐng)域首席科學(xué)家黃其勵:氫電協(xié)同為新型能源系統提供有力支撐
在 9 月 14 日舉辦的嘉興會(huì )議上,黃其勵指出,氫電耦合作為支撐新能源發(fā)展的重要支撐,未來(lái)有望打造新型能源依賴(lài)關(guān)系,持續推動(dòng)能源系統的優(yōu)化轉型。
他建議,聚焦產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)環(huán)節加大氫電耦合關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)力度,央企等骨干企業(yè)加強協(xié)同創(chuàng )新打造綠色氫能關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新聯(lián)合體,積極發(fā)揮地區資源優(yōu)勢打造規?;?、低成本可再生氫大基地,加快推動(dòng)制定綠色氫能行業(yè)標準體系。
5、中國工程院院士、中國氫能聯(lián)盟戰略指導委員會(huì )委員衣寶廉:氫成本降至 30 元 / 公斤以下,才能與燃油車(chē)競爭
在 9 月 14 日舉辦的嘉興會(huì )議上,衣寶廉發(fā)表《燃料電池汽車(chē)的現狀與氫源》主旨演講中指出,燃料電池車(chē)的產(chǎn)業(yè)化是氫能應用的突破口,應堅持自主創(chuàng )新,降低燃料電池汽車(chē)、加氫站建設和氫源成本,推動(dòng)實(shí)現燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化。
具體措施建議包括,推進(jìn)燃料電池關(guān)鍵材料及部件國產(chǎn)化,提高電堆的比功率及電流密度,降低鉑載量,將燃料電池汽車(chē)成本降至鋰離子電動(dòng)車(chē)水平;大力發(fā)展可再生能源制氫,采用天然氣或純氫管網(wǎng)輸氫,加氫站加氫成本可降至 30 元 / 公斤以下,燃料電池汽車(chē)運營(yíng)成本可與燃油車(chē)競爭;推進(jìn)高壓儲氫瓶、加氫機等國產(chǎn)化和批量生產(chǎn),加快油氫電合建站建設,可大幅度降低加氫站建設成本,并同步推進(jìn)燃料電池乘用車(chē)示范。
6、中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)教授彭蘇萍:如何消納二氧化碳比制氫更急迫
在 9 月 5 日舉行的第六屆世界綠色發(fā)展投資貿易博覽會(huì )上,彭蘇萍表示,中國能源綠色低碳化轉型要立足國情,多措并舉。發(fā)展氫能源,要充分利用氫的雙重屬性,來(lái)解決可再生能源規?;突茉吹吞蓟膯?wèn)題。
我國擁有全球最大的能源系統,是世界上目前最大的能源生產(chǎn)國和消費國,中國能源稟賦特征是一大三小,也就是煤炭占的比例比較高,油氣和可再生能源在一次能源結構里占的比例比較小。所以我們推動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展的模式和低碳轉型就不可能一蹴而就,我國非水可再生能源發(fā)展很快,但占的比例還比較低,主要是風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源本身的間歇性和建構性的問(wèn)題,以及我們國家可再生能源分布主要在西部的問(wèn)題。區域上分布不均,大規??稍偕茉磧δ苷{峰的問(wèn)題沒(méi)有解決。
所以,中國能源的革命要兩條腿走路,一條路是盡可能利用可再生能源;第二主要是化學(xué)能源如何高效低碳的利用,這個(gè)過(guò)程里,氫能是可以發(fā)揮作用的。
7、中國工程院院士丁文江:結合技術(shù)創(chuàng )新,推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)邁上新臺階
在近期接受《瞭望》新聞周刊記者采訪(fǎng)過(guò)程中,丁文江院士指出,用鎂合金來(lái)解決氫能儲運,對中國而言有著(zhù)天然的優(yōu)勢。中國的鎂資源豐富,占全世界鎂資源的 50% 左右,不需要進(jìn)口。到目前為止,中國金屬鎂產(chǎn)量約占世界的 90%。中國可以充分利用優(yōu)勢資源,結合技術(shù)創(chuàng )新,推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)邁上新臺階。
今年 4 月,一輛外形酷似集裝箱卡車(chē)的噸級鎂基固態(tài)儲運氫車(chē)公開(kāi)亮相,這是全球首輛噸級鎂基固態(tài)儲運氫車(chē),是中國工程院院士、上海交通大學(xué)教授丁文江從事鎂合金研究 30 多年來(lái)的一個(gè)里程碑。丁文江團隊將氫氣運輸從氣態(tài)變成了固態(tài)。有了這輛車(chē),氫氣可以被儲存在鎂合金材料里進(jìn)行長(cháng)距離運輸,不僅可在常溫、常壓下進(jìn)行儲運,且安全性更強、容量更大、密度更高。氫能是世界公認的清潔能源,在現有的氫能產(chǎn)業(yè)鏈中,儲運占到總成本的 30% 至 50%,安全高效的氫能儲運技術(shù)是決定氫能應用的關(guān)鍵。
8、中國科學(xué)院院士孫世剛:氫能電化學(xué)關(guān)鍵技術(shù)挑戰及其研究
在 8 月 25 日舉辦的上海會(huì )議上,中國科學(xué)院院士孫世剛在題為《氫能電化學(xué)關(guān)鍵技術(shù)挑戰及其研究》的主旨發(fā)言中表示,氫能電化學(xué)關(guān)鍵技術(shù)包含電解水制綠氫和氫燃料電池,設計和開(kāi)發(fā)高活性、高穩定性的催化劑是推進(jìn)其快速發(fā)展的關(guān)鍵,其中非貴金屬催化劑是重要的研究前沿。
孫世剛指出,目前利用可持續能源電解水制氫已經(jīng)成為新熱點(diǎn),也是未來(lái)的必走之路。同時(shí)他建議,產(chǎn)業(yè)界要開(kāi)展原創(chuàng )性基礎研究,探索新原理、發(fā)現新機制、構建新體系,是氫能持續發(fā)展的動(dòng)力和源泉。
9、中國科學(xué)院院士張鎖江:從產(chǎn)能端、用能端和碳匯端 " 三端 " 發(fā)力
在 5 月 20-23 日舉辦的 2023 大灣區科學(xué)論壇上,張鎖江指出,我國要實(shí)現碳中和,首先要明晰碳排放主要來(lái)自于哪里?能源 45%,工業(yè) 39%,工業(yè)包括鋼鐵、有色、化工、建材等等,另外交通 10%,建材 5%,其他相對來(lái)說(shuō)較少。目前能源生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放量約占我國碳排放總量的 85%,工業(yè)碳減排是重中之重,需從產(chǎn)能端、用能端和碳匯端 " 三端 " 發(fā)力,通過(guò)技術(shù)變革實(shí)現碳中和。
張鎖江院士分享了三個(gè)領(lǐng)域低碳技術(shù)的最新進(jìn)展。首先是工業(yè)低碳技術(shù),工業(yè)領(lǐng)域里面最主要的行業(yè)是鋼鐵、有色、化工和建材,這一體系的 " 低碳化 " 是要將原來(lái)生產(chǎn)所用的熱碳驅動(dòng)改成電氫驅動(dòng),將原來(lái)用碳還原的過(guò)程全部改成用氫還原;第二是能源低碳變革。在氫能的發(fā)展上,當前合成氨排放約 2 億噸的二氧化碳,占我國總碳排約 2%。將來(lái),可以利用可再生能源通過(guò)電解水制出 " 綠氫 ",氫氣再與空氣膜分離獲得的氮氣通過(guò)電熱催化合成氨,以降低碳排放;第三是碳捕集利用技術(shù),即用物理化學(xué)方法把二氧化碳捕集起來(lái),作為原料再與氫結合,通過(guò)熱、光、電及生物轉化的方法來(lái)合成化學(xué)品及材料,比如合成乙醇等,真正實(shí)現 " 變廢為寶 "。
10、中國科學(xué)院院士徐春明:雙碳戰略下綠電氫技術(shù)發(fā)展
在 5 月 29 日舉辦的中關(guān)村論壇上,中國科學(xué)院徐春明院士圍繞雙碳戰略下綠電氫技術(shù)發(fā)展進(jìn)行主題發(fā)言。雙碳戰略下 GDP 的增長(cháng)和對能源的依賴(lài)是一個(gè)剛性關(guān)系,任何經(jīng)濟發(fā)展都必須依靠能源的輸入。我國能源消費總量隨著(zhù)我們經(jīng)濟的快速發(fā)展,必然還會(huì )快速增加。但是能源的消耗不一定意味著(zhù)二氧化碳的排放,我們用綠電、綠氫就是無(wú)碳的能源,這也是一個(gè)基本的關(guān)系。
從長(cháng)遠來(lái)看,能源的結構調整是根本,過(guò)程中我們當前其實(shí)很大的壓力是來(lái)自于二氧化碳:怎么在短時(shí)間內使得二氧化碳排放控制,同時(shí)還要對二氧化碳實(shí)行處置,就變得尤為重要。因此,現在氫能成為了絕對的主角、熱點(diǎn)。
(上文中院士排名不分先后)