中國儲能網訊:氫能已成為能源轉型發(fā)展的“新寵兒”,但氫能目前仍面臨制取、儲存、運輸、加注等“卡脖子”問題。就行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、預期,短板如何補齊等問題,記者專訪了中國科學院院士歐陽明高、李燦,中國工程院院士凌文。
中國工程院院士、國家能源集團總經理 凌文:
對氫能的未來充滿信心
■本報記者 別凡 姚金楠
中國能源報: 2018年國家能源集團有哪些工作亮點?
凌文:第一,我們完成了國家能源集團的重組整合工作,非常好地完成了改革第一步。原來我們是“礦路電港航一體化、產運銷一條龍”的指揮總體運營模式,現(xiàn)在我們已經做到了國有資本投資公司從總部層面只管八件事情——管黨建、管干部、管人才、管戰(zhàn)略、管資本、管風險、管協(xié)調和管監(jiān)督??偛恳怨苜Y本為主,然后把各個產業(yè),如煤電、煤炭、風電、新能源、運輸等進行專業(yè)化管理,釋放國企改革紅利。在這樣的運營模式下,2018年集團銷售收入、利潤、各大業(yè)務板塊全面超過了重組整合以前兩個集團的最好成績之和,實現(xiàn)了1+1>2的效果。
第二,我們做到了聯(lián)合、整合、融合、合作、合力、合心,將整個集團真正合在一起。原來總部有927名員工、51個部門,現(xiàn)在我們已降到455名員工、21個部門,這樣一來,總部更加精干、高效。
第三,我們的利潤達到了735億元,改革紅利讓我們信心更加堅定,在2019年將進一步堅決地推進深化改革工作。
中國能源報:對氫能發(fā)展,您有何建議?
凌文:毫無疑問,氫能在世界各國得到認可,它是未來清潔能源的重要方向之一。在這方面我們很有信心,雖然我們起步較晚,但中國有很大的優(yōu)勢。
氫能制取現(xiàn)在主要有三種模式,第一是煤制氫,我國煤炭資源相對豐富;第二是可再生能源制氫,當前我國有大量可再生能源發(fā)電無法并網消納,用可再生能源棄風、棄光、棄水來制氫,簡易可行、技術成熟;第三是大量的工業(yè)副產氫,如化工、焦爐等,我國也是這些行業(yè)的產能大國。由此可見,我國在制氫方面很有優(yōu)勢。
同時,氫的使用場景也很廣泛。除了大家非常關心的乘用車、民用車之外,更重要的是,礦山、港口施工重型車、物流車完全可以用氫能車來替代。另外,軌道交通、船舶甚至航空器都是我們未來創(chuàng)新的方向。氫能產業(yè)的發(fā)展有助于我國從能源大國向能源強國邁進,所以我對我國未來能源領域中氫能的領先作用充滿信心。目前,國家能源集團在制氫、運氫和儲氫、加氫站、燃料電池等全產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)都在推進。
中國能源報:碳排放已成束縛煤炭清潔化發(fā)展的“緊箍咒”,碳捕捉封存與利用(CCUS)目前進展如何?
凌文:煤炭依然是我國能源的最主要供給者。目前,煤炭消費占一次能源消費的59%,而且未來相當長一段時間內,煤炭還將是我國能源供給的主力,所以不能盲目去煤、恨煤。煤本身沒有罪,如果我們把煤在使用過程中的煙塵、硫、氮氧化物等問題都解決了,那煤就是清潔能源。目前,二氧化碳問題正在解決。我們要認識到煤炭是“有功之臣”,并且已做到超低排放,未來只要把二氧化碳問題解決了,煤炭將是很先進的清潔能源。
CCUS是未來煤炭行業(yè)科學家們努力的方向。CCUS是全世界都很關注的問題,也是我國面向2030年的重大科技專項“煤炭清潔高效利用”專項里的五個方向之一。
現(xiàn)在的技術把碳分離出來,埋在地下沒有問題,只是成本偏高。CCUS的一個重要方向是怎樣把二氧化碳作為資源而不是作為廢物處理,這個思路很好,但還未取得產業(yè)化成果。下一步,在加快產業(yè)化研究后,二氧化碳便不再是人類的“敵人”,而會成為人類的朋友,成為資源。
中國能源報:煤炭今年“去產能”不再簡單“去產量”,有機構預計全國煤炭新增產能將達到1億噸,這是否會引起新一輪煤炭產能過剩?
凌文:產量和產能是兩個概念。煤炭產能不是多了,而是不夠,現(xiàn)在我們說的“去產能”是去落后產能,不環(huán)保、不安全、效率低的都要去掉,但先進產能要釋放,我堅決贊同對落后產能“有一個殺一個”,但不能濫殺無辜。
大致來說,我個人認為產量和產能需有20%左右的冗余度,也就是說,如果國家一年需要36億噸煤,大致就要儲備42—45億噸的產能,那么至于這些產能每年生產多少,需要市場調節(jié),過剩的時候少生產一點,缺的時候多生產一點,而絕不是說,有36億噸的需求,就只能有36億噸的產品。
中國科學院院士、清華大學教授 歐陽明高:
氫燃料電池產業(yè)化還需十年
■本報記者 別凡 姚金楠
鋰電池和燃料電池這兩種技術并不相互矛盾,也不是取代關系
中國能源報:您認為氫燃料電池產業(yè)化何時能到來?
歐陽明高:我認為氫燃料電池實現(xiàn)產業(yè)化發(fā)展應該是在10年之后。燃料電池比純電動鋰電池的發(fā)展要晚10年。10年前鋰電池剛起步,但經過10年的發(fā)展,純電動汽車已發(fā)展得十分迅速。估計再過三五年,現(xiàn)在困擾我們的純電動汽車電池問題就都能得到解決,要用發(fā)展的眼光看待這件事。
中國能源報:電動汽車和氫燃料電池汽車是何種關系?
歐陽明高:鋰電池和燃料電池這兩種技術并不相互矛盾,也不是取代關系。按計劃,鋰電池會發(fā)展得很好,到2030年,帶鋰離子電池的純電動車和混合動力車將達8000萬輛,而我們規(guī)劃的燃料電池汽車到2030年大概只有100萬輛,這是因為氫燃料電池發(fā)展晚10年導致的。
所以,未來的一個重要方向就是大力發(fā)展燃料電池,但這不光是發(fā)展燃料電池汽車。發(fā)展氫燃料電池與發(fā)展氫燃料汽車并不能劃等號,氫燃料電池涉及很大范圍。在汽車產業(yè)里,重心是用于商用車上,但它還有很多用途,如飛機、火車、輪船、發(fā)電、儲能等,我們應該從能源的角度看這個問題,而不是簡單地從轎車的角度看。
中國能源報:您覺得現(xiàn)在我國發(fā)展氫燃料電池汽車有哪些優(yōu)勢和劣勢?
歐陽明高:優(yōu)勢是我們的電動汽車發(fā)展得很好,可以給燃料電池汽車提供很多經驗。燃料電池汽車也是電動汽車,電機、電池、電控都一樣,只不過是在純電動的基礎上加裝一個發(fā)電機,區(qū)別并不大?,F(xiàn)在最大的難點是車載儲氫的成本、技術都沒有達到理想狀態(tài),成本偏高。想要解決這個問題,必須靠技術創(chuàng)新——發(fā)展新一代技術。
2030年后,新一代氫能技術或能實現(xiàn)突破,在此之前,“被扔掉”的氫將是主要氫能來源
中國能源報:要實現(xiàn)氫燃料電池汽車更好更快發(fā)展,還要解決哪些問題?
歐陽明高:純電動車發(fā)展10年的經驗、政策都可以借鑒。我認為,燃料電池技術與氫能技術是既相互聯(lián)系又存有區(qū)別的兩個領域。燃料電池是動力問題,氫能是燃料問題。如同傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機和加油一樣,一個是汽車行業(yè)的事,一個是能源行業(yè)的事。
那應該誰來做這件事呢?我認為還是應該由中石化、國家能源集團、國家電投等企業(yè)來做,而且現(xiàn)在他們都表態(tài)很感興趣。
但氫能本身現(xiàn)在面臨的技術挑戰(zhàn)比燃料電池要大得多,包括技術和政策等方面。如在技術角度,車用燃料電池技術再過5年左右應該就能逐步走向成熟。但是現(xiàn)在的氫能技術,如制氫、儲氫、運氫等,很多都是多年前的工藝,這些工藝能效偏低、成本偏高,并不理想,需要技術上的更新。
如果說燃料電池比動力電池的發(fā)展晚十年,在技術創(chuàng)新方面,氫能又比燃料電池要晚很多,所以,當前最重要的事情是氫能技術、產業(yè)和政策的全方位發(fā)展和提升。我們現(xiàn)在首先要做的就是技術創(chuàng)新,比如說新一代的制氫技術。
中國能源報:目前常用的3條制氫技術路線,工業(yè)副產氫、煤制氫還有電解水制氫,您更看好哪一種?
歐陽明高:在今后10年、氫能技術沒有安全換代之前,我們還要用現(xiàn)有的氫能技術。在現(xiàn)有技術條件下,說白了就是“扔掉的氫”都可以用,包括工業(yè)副產氫、可再生能源發(fā)電制氫,這將是今后示范階段的主要氫來源。
把以前沒有利用的氫利用起來有很多優(yōu)點。第一,成本低;第二,雖然副產氫要液化,且液化效率不高,電解水制氫的效率也不高,但因為這些物質本來就是要扔掉的,所以相比之下效率就不是首要考慮的因素。目前燃料電池發(fā)展良好,氫能處于配合地位,也許在氫燃料電池汽車規(guī)模達到100萬輛之前,氫能都還要使用這些技術。
氫燃料電池汽車規(guī)模達100萬輛,即2030年之后,我預計,新一代的氫能技術或能實現(xiàn)工程化,全新一代的高效率氫能技術、全鏈條的新工藝有可能產業(yè)化。做出這樣的判斷是因為,目前制氫技術在科學層面已有突破,如從實驗室數據來看,太陽能直接制氫的效率已經跟發(fā)電效率很接近,達到了19%,而太陽能電池大概是20%左右。我們期待新一代技術能夠大規(guī)模推廣,但在此之前,只能用現(xiàn)有技術,利用“廢棄的東西”來推動產業(yè)發(fā)展。
特斯拉上海建廠肯定是好事而不是壞事
中國能源報:特斯拉上海工廠今年第四季度就要投產了,業(yè)內對此感覺壓力很大,您怎么看待此事?
歐陽明高:壓力大是好事。這對造車新勢力和傳統(tǒng)車企的沖擊都很大,但從整個燃油車向新能源車轉型的角度來看,它會起到巨大的推動作用。
第一,特斯拉可以量產50萬輛,價格又低,就會促使大家都用電動車,進而帶動整個行業(yè)壯大。第二,雖然它對國內企業(yè)沖擊很大,但其實特斯拉的核心技術中國都有,所以并不是它的核心技術對中國有多大沖擊,而是它的產品,這是兩個問題、兩個概念。中國的電池很好,特斯拉的電池技術對中國能有什么沖擊?只要核心技術沒有大沖擊,在產品上怎么會比不過它?只要核心技術不被掌控就不怕。而且經它這么一“攪和”,說不定會倒逼更多企業(yè)成長。我覺得只要是開放,就不容易出問題。
我們要有信心,特斯拉上海建廠肯定是好事而不是壞事。這中間可能會有點沖擊,有些企業(yè)會面臨倒閉風險,但企業(yè)間不斷兼并,對產業(yè)來說也是一件好事。
中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員 李燦:
最終還是要靠可再生能源制氫
■本報記者 姚金楠 別凡
中國能源報:未來光伏要實現(xiàn)平價上網,組件效率提升方面的科技投入是很重要的推動力量,您覺得目前的研究到了什么程度?
李燦:目前晶硅材料的研究主要還是靠企業(yè)。特別是最近四五年,光伏企業(yè)的自主創(chuàng)新能力非常強。晶硅最新的轉換效率已超過了24%,不得了,這在國際上是領先的。過去上網的大部分電站的轉換效率在18%左右。要知道光伏效率能提高0.1個百分點,就已經是不得了了,目前的發(fā)展趨勢非常樂觀。而且現(xiàn)在的實驗室效率和以前不一樣,現(xiàn)在實驗的已經不是幾平方毫米的小片子,而是按正常應用尺寸做的,可以說已經是工業(yè)化的結果。
中國能源報:也就是說企業(yè)的科技創(chuàng)新功不可沒。
李燦:是的。我也是在實驗室做基礎研究的,對他們比較了解,應該肯定他們做的很好。企業(yè)拉動市場發(fā)展的驅動力很強,他們在工藝上有很多改進,很多精巧的辦法可以提高效率。
中國能源報:您如何看待薄膜電池的前景?
李燦:我很看好薄膜電池,前景可觀。目前它的問題在于轉換效率偏低、穩(wěn)定性較差以及對環(huán)境的影響較大。目前市場上還是以晶硅占主導,大概占到90%以上,但是未來在建筑光伏、農業(yè)光伏、漁業(yè)光伏領域,薄膜會有很大的發(fā)展空間,
中國能源報:您怎么看待目前氫能的發(fā)展現(xiàn)狀?
李燦:氫能的制取目前確實是“卡脖子”的事情了?,F(xiàn)在做的氫能示范項目還是用化石能源制氫,但是到了真正要發(fā)展這個產業(yè)的時候,還是要用可再生能源制氫,否則從源頭上來說制氫技術是不可持續(xù)的。
中國能源報:那目前可再生能源制氫技術能否支撐氫能產業(yè)化發(fā)展?
李燦:我個人認為是有可能的。風電、光伏、水電等可再生能源電解水制氫,可以直接作為制作燃料電池的基礎。我們現(xiàn)在提出了一個新思路,就是將其和二氧化碳相結合,變成甲醇,我們稱之為“太陽燃料”,甲醇可以像汽油一樣運輸、儲存。到了加氫站再把它轉化成氫,從甲醇到氫的技術是成熟的,這樣就可以解決氫燃料電池“制、儲、運、加”的問題。我一直倡導可再生能源制氫,因為氫燃料電池本是個清潔的技術,但目前制氫的技術不是清潔的。不管是煤制氫還是天然氣制氫,都不可持續(xù)。
現(xiàn)在我們的第一個“太陽燃料”工業(yè)化項目已經于去年7月在甘肅蘭州新區(qū)啟動了,是利用光伏發(fā)電制氫。下一步,我們準備在山西大同用風電制氫,接下來可能會在南方用水電。
但是目前制氫的成本還是偏高。雖然目前可再生能源電價已經很低了,但同化石能源相比還是高。




