“氫潮”而來(lái) 理性以待

“這兩年，氫能在我國(guó)掀起了非常大的熱潮。”在日前舉辦的2019中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教授彭蘇萍談起今年8月中國(guó)工程院舉行的一場(chǎng)氫能項(xiàng)目咨詢會(huì)。會(huì)議吸引了國(guó)內(nèi)39個(gè)省、市級(jí)政府和100多家企業(yè)，原定的300人小會(huì)場(chǎng)，最后來(lái)了將近700人。

而與中國(guó)這股熱浪形成鮮明對(duì)比的，是美國(guó)正在冷卻的氫能潮。“今年4月我去美國(guó)參加一場(chǎng)氫能大會(huì)，實(shí)際到會(huì)也不過(guò)300多人。”彭蘇萍說(shuō)。

能源新“貴”

眾所周知，美國(guó)政府曾經(jīng)對(duì)氫能寄予厚望。

早在1996年，美國(guó)國(guó)會(huì)便通過(guò)了未來(lái)氫能法規(guī)。2003年，美國(guó)進(jìn)一步啟動(dòng)氫能源計(jì)劃，以期推動(dòng)該國(guó)向以氫能源為基礎(chǔ)的能源體系轉(zhuǎn)變。同年美國(guó)前總統(tǒng)布什提出了一項(xiàng)12億美元的“無(wú)污染”氫動(dòng)力汽車計(jì)劃，被認(rèn)為是邁向“氫經(jīng)濟(jì)”的重要一步。

“可是20多年過(guò)去了，美國(guó)的氫能可以說(shuō)沒(méi)有很好地推行下去。”彭蘇萍說(shuō)，原因除了技術(shù)限制外，還有較高的成本。

他介紹，當(dāng)前主要的制氫路線有煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)品制氫和電解水制氫。其中充分電解水制氫的成本是最高的。而相對(duì)最便宜的煤制氫，卻又難以解決二氧化碳排放的問(wèn)題，不是真正意義上的清潔能源。如果將煤制氫技術(shù)與碳捕捉技術(shù)配套使用，減少碳排放，那么綜合成本將與天然氣制氫成本相當(dāng)，大約11 ~ 17元/kgH2。

當(dāng)前有不少人看好所謂的“三棄”——“棄風(fēng)”“棄光”“棄水”制氫，似乎這是消納可再生能源、變廢為寶的一個(gè)好辦法。

但彭蘇萍對(duì)此持保留意見(jiàn)：“我國(guó)在可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)發(fā)建設(shè)上的投資是很大的，這個(gè)成本不容忽視。”在他展示的圖表上，棄風(fēng)制氫的成本約為13 ~ 23元/kgH2，顯著高于天然氣制氫、焦?fàn)t煤氣制氫和生物質(zhì)氣化制氫等途徑。

不過(guò)彭蘇萍也強(qiáng)調(diào)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)更大的規(guī)模化生產(chǎn)，制取氫氣的生產(chǎn)成本有望進(jìn)一步降低。

除制氫成本高昂外，儲(chǔ)氫、運(yùn)氫等配套環(huán)節(jié)的成本也居高不下。

“儲(chǔ)運(yùn)氫是目前制約氫能市場(chǎng)的主要環(huán)節(jié)。”北京低碳清潔能源研究院氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)部經(jīng)理何廣利對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》說(shuō)，“按照現(xiàn)有的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，把氫氣裝好運(yùn)出300到400公里，花費(fèi)就已經(jīng)趕上了制氫的成本。”

中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)上發(fā)布的《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)專業(yè)發(fā)展報(bào)告(2018—2019)》顯示，綜合評(píng)估制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、氫發(fā)電這三大環(huán)節(jié)，我國(guó)的氫儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)尚處于起步階段，與國(guó)際水平還存在一定差距。

“熱”力不均

放眼我國(guó)的氫能發(fā)展現(xiàn)狀，最受追捧的當(dāng)屬氫燃料電池汽車。何廣利指出，這股氫能熱潮，熱得并不均衡。

“燃料電池汽車固然是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。”他說(shuō)，“但日本和歐洲目前在推進(jìn)的‘大氫能’概念，是一個(gè)各方面均衡發(fā)展的氫能格局，交通只是其中的一個(gè)方面。”

中國(guó)氫能發(fā)展偏重燃料電池汽車的局面，既有一定歷史因素，也受到了國(guó)際大環(huán)境的影響。2008年美國(guó)削減氫燃料電池汽車項(xiàng)目支持的信號(hào)，曾顯著挫傷了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的積極性;2014年底日本豐田公司發(fā)布全球首款量產(chǎn)氫燃料電池汽車的捷報(bào)，又讓國(guó)內(nèi)一批企業(yè)和投資方重拾信心。

“受國(guó)際上技術(shù)突破的影響，從2015年開(kāi)始，中國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)就開(kāi)始逐漸升溫。”何廣利說(shuō)。

這股緩慢攀升的熱浪，借著2019年氫能首次被寫進(jìn)《政府工作報(bào)告》的契機(jī)，掀起一波新的高潮。

與此同時(shí)，隨著國(guó)際氫能委員會(huì)的成立和日漸壯大，世界上不少國(guó)家也開(kāi)始認(rèn)識(shí)到發(fā)展氫能的重要性。最典型的案例當(dāng)屬韓國(guó)和澳大利亞——這兩個(gè)此前在氫能問(wèn)題上態(tài)度保守的國(guó)家，從去年下半年開(kāi)始，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的態(tài)度明顯變得積極起來(lái)。

“不論從內(nèi)部環(huán)境還是外部環(huán)境來(lái)看，氫能都正在擺脫小眾和非主流的地位，迎來(lái)一個(gè)火熱的大趨勢(shì)。”何廣利說(shuō)，在這樣的良好局面下，中國(guó)也應(yīng)當(dāng)突破目前的應(yīng)用局限性，去開(kāi)拓氫能更多的可能。

2019年，日本東京舉行的第二屆氫能部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議所勾畫出的氫能藍(lán)圖，涵蓋了 “電力、熱力、運(yùn)輸、建筑和工業(yè)”等諸多領(lǐng)域。目前日本正在推進(jìn)的家庭熱電聯(lián)供系統(tǒng)裝置，在商業(yè)化進(jìn)程上已經(jīng)超過(guò)了氫燃料電池汽車，成為氫能應(yīng)用拓展上一個(gè)值得借鑒的范例。

道阻且長(zhǎng)

氫能在美國(guó)逐漸遇冷，卻在更廣泛的范圍內(nèi)日益受寵。各國(guó)對(duì)氫能的態(tài)度為什么表現(xiàn)出明顯的差異?

“各國(guó)的能源形勢(shì)并不一樣。”何廣利說(shuō)，“美國(guó)的各類能源相當(dāng)富足，而中國(guó)的很多能源政策都是為了擺脫對(duì)進(jìn)口石油和進(jìn)口天然氣的依賴。如果以氫能這種二次能源為杠桿，讓我國(guó)依靠豐富的煤炭資源和可再生能源，就能滿足自己的清潔能源需求，這將有非常重大的戰(zhàn)略意義。”

但我國(guó)的氫能發(fā)展依然面臨著諸多障礙。彭蘇萍指出，目前氫能仍未正式納入我國(guó)的國(guó)家能源體系;相關(guān)核心設(shè)備依然主要依靠進(jìn)口，一些關(guān)鍵技術(shù)存在短板，缺乏完備的產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系;能引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的政策、產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系依舊缺乏;包括制氫設(shè)施、氫能儲(chǔ)存與輸送設(shè)施、加氫站布局及氫安全輔助設(shè)施等在內(nèi)的氫能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展滯后。

他建議，應(yīng)當(dāng)盡快明確氫能產(chǎn)業(yè)主管政府部門，并出臺(tái)國(guó)家層面的氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖;將氫能從?；饭芾硗卣沟侥茉雌贩N管理，建立健全產(chǎn)業(yè)政策、安全監(jiān)管及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系;設(shè)立氫能源與燃料電池國(guó)家重大專項(xiàng)和國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，系統(tǒng)開(kāi)展制—儲(chǔ)—輸—用氫關(guān)鍵技術(shù)研究，推進(jìn)核心材料和裝備的國(guó)產(chǎn)化。

氫能是不是21世紀(jì)的終極能源?

對(duì)這句常常見(jiàn)諸報(bào)端的話，業(yè)內(nèi)爭(zhēng)議猶在。幾位受訪專家表示，應(yīng)當(dāng)尊重能源技術(shù)發(fā)展的固有周期和規(guī)律，比起輕言“終極”，更重要的是走好眼下的路。