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凌文:未来能源终极形态——“氢能社会”

2018-10-12 14:48:55 能源杂志 作者:李帅

能源革命正热烈的进行,新锐的能源形态演绎着各自的风云,试图在未来的能源体系中占据主导地位,其中就包括被称为21世纪终极能源的氢能。

(来源:能源杂志 ID:energymagazine 作者:李帅)

“可以将2018年定义为中国氢能源及燃料电池的产业发展元年。在通过三个阶段的有序发展之后,中国氢能源及燃料电池产业将实现技术快速进步,大量创新成果爆发式涌现,氢能实现可持续开发,在小汽车、轨道交通、船舶、航天、物流系统、矿用车等领域广泛应用,行业健康发展,最终形成‘氢能社会’。”10月10日晚,在2018中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛的媒体见面会,中国氢能联盟理事长、中国工程院院士凌文对《能源》杂志记者说。

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凌文还表示:以乘用车为例,到2020年实现5000-10000辆燃料电池车运行,运营在建加氢站100座;到2030年,发展100万辆燃料电池车,在建加氢站1000座;到2050年,氢燃料电池车和发电均实现大规模应用,氢能成为能源消费中的重要选择。

10月11日,论坛大幕正式拉开,中国、美国、日本等诸多国家在氢能和燃料电池的话题上共同交汇,同时发布了《中国氢能源与燃料电池产业发展研究报告》核心观点(下简称“报告”)。

那么,未来是“氢能社会”的终极命题该如何去理解呢?这条路又该怎么走呢?

中国能源体系的“瑕疵”

中国氢能联盟专家委员会主任余卓平在报告开篇时指出:“我国能源体系存在不安全、不平衡、不可持续的问题,主要体现在能源安全、煤炭大国但利用不够清洁、可再生能源发展遇瓶颈、碳排放压力大和电力系统灵活性不足五方面。”

2017年,石油进口量突破4亿吨,对外依存度高达68.85% ,70%石油进入交通运输领域;天然气进口量946亿立方米,39%的天然气依靠进口。

煤炭方面,80%应用在燃烧后的发电和供热,碳排放量大,散烧煤污染严重;低质褐煤保有储量约1300亿t,占煤炭储量13%,开发利用不足;褐煤碳含量低,氢含量相对高,科学利用褐煤,相当于发现了一种新能源。

此外,可再生能源并网消纳困难。2017年可再生能源发电量占比仅增加0.7%,全年弃可再生能源电量达1007亿kwh,阻碍了可再生资源进一步规模化应用。

我国提出2030年减排目标:单位GDP的二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。以化石能源为主的能源结构为我国碳排放目标带来了巨大的挑战。

而电力作为我国终端能源消费的主体,其最大问题在于无法存储。可再生能源的接入带来的不确定性影响着电力系统的安全稳定运行。

此时,氢能作为二次能源,具有零碳、高效、能源互联媒介(电,热,气之间转化的媒介,是在可预见的未来实现跨能源网络协同优化的唯一途径)和可储能(可再生能源电解水制氢,实现能源消纳与储存)等特点,且有交通、工业、建筑等丰富的应用场景。

现有氢气工业基础

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数据来源:《中国氢能源与燃料电池产业发展研究报告》

未来氢气工业基础

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数据来源:《中国氢能源与燃料电池产业发展研究报告》核心观点

针对中国能源体系的不足,氢能或许能够成为完美弥补。

余卓平还介绍说:“未来氢在我国终端能源体系占比至少要达到10%,成为我国能源战略的重要组成部分。氢能将纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,共同成为我国终端能源体系的消费主体。”

总体把控和体系完善

尽管“氢能社会”的蓝图十分美好,但是目前仍然处于初期的阶段,仍然面临一些挑战。

报告指出:氢能目前还未成为我国能源体系的组成部分,未作为能源进行规划布局,国家层面缺乏顶层设计与战略规划,还未明确氢能归口管理部门。

在日本,氢能社会战略已经上升到国家战略的层面。日本新能源与工业技术发展机构(NEDO)氢能主任大平英二在论坛上分享说:“氢能已经成为日本的基本战略,成为全球首个国家战略。2050年,我们的愿景是将氢气作为可再生能源后的另一种新能源,并且制定了使氢气价格从2030年的3美元/千克降至2050年2美元/千克的目标。”

毋庸置疑,尽管国内和日本资源匮乏的国情不同,但是如果想要较快的发展氢能,国家层面的战略规划和要求将至关重要。

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数据来源:《中国氢能源与燃料电池产业发展研究报告》核心观点

此外,国内氢能发展在技术和装备上也存在这样或那样的不足,但是记者观察到,与会的专家和企业对于技术和装备均比较自信,他们更为关注的是整个氢能以及燃料电池的体系。比如在制氢环节,目前法规要求制氢需位于化工区,导致运输成本限制了制氢加氢合建站的发展。而在运氢、加氢站以及车载运氢系统方面,相关标准和法规也需要进一步完善。

中国氢能联盟早在2018年2月,由特大型能源中央企业——国家能源集团牵头成立,联盟联合17家我国能源、装备制造、交通运输、冶金材料等行业的大型企业、知名高校、研究机构共同发起,并邀请政、产、学、研及金融界50多家单位首批加入。

诚然,不管是2月的联盟成立,还是10月的联盟高峰论坛,中国氢能的发展无疑正在走向正轨,中国的“氢能社会”也将逐步变成现实。

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