中国工程院在十多年前就提出了氢能社会的概念,对世界科技工程发展趋势进行了一系列讨论,特别是能源体系。
凡是工业化国家,能源体系的建立非常重要,而中国的能源禀赋并不好,结构上存在一些问题。比尔·盖茨两次到中国工程院不谈计算机,全部谈能源,认为十三亿人口对整个地球的=氧化碳贡献率太大,印度的十=亿人口也是一样,所以能源今后必须要有变化。
化石燃料时代向绿色能源时代的转变是必然的,主要体现在两个方面:一是化石能源消耗向绿色能源再生转变;另一个是从高碳燃料向低碳燃料转变,所以本质上是燃料的加氢减碳过程。据统计,全世界的电源40%是来自煤炭;而中国则是百分之六十多来源煤炭,2%来自核电、4.7%来自太阳能、9.3%来自风电、20.2%来自水电。2016年我国用电量高达16.5亿千瓦,所以在可再生能源的挖掘方面,我國成了全世界的动力站。
氢能的重要作用是可再生、高能、高效的能量载体,存储转换非常自如,而且是零排放。应该说,氢能源是非常理想的清洁能源,但属于二次能源,关键是要降低成本,而且技术路径要重新设定。
氢能将成为传统能源的核心,有助于实现规模化的愿景,打造一流的清洁能源供应商,整个产业链已经显现。产业化途径、模式、方向,包括商业模式都已经开始形成,可再生能源制氢也好、煤制氢也好、各种制备出来的散氢都要集中起来,这是一个大的产业链。
发展氢能产业是能源结构调整和产业结构转型的必由之路,人类必须朝着这条路上走。现在利用氢能,人类社会的生产发展方式可以发生一个很大的变革,获取方式正在多元化,成本正在变得越来越低。
如果我们用电和氢来做储能的载体,这将是投资成本低、环境适应强的一种方式,将推动燃料电池汽车、分布式发电、热电联供和无人机等领域都使用氢能,氢动力也将成为一个主动力。
当前,全世界都开始注意到氢能的发展,氢能成为了国家能源战略的重要组成部分,而且燃料电池技术趋于成熟,步入了商业模式创新与量产阶段。这要感谢一直致力于燃料电池工程化、产业化的国际企业,他们重视氢能源电池的开发推广应用,电池产品的出货量加速增长,进入商业化阶段,分布式发电也小规模商业化,特殊用途的燃料电池早期市场已经开始形成,这些都显现出了氢能利用的产业链开始壮大。
燃料电池汽车的性能大家很清楚,丰田Mirai续续驶里程可达到650公里,加氢的时间仅需3分钟,而且成本也很低,每千瓦时为2500-3000元,如果将在原有电池成本上将氢气瓶成本降到3.5万元的话,三种动力电池成本将相差不大。百公里的续航里程耗氢1公斤,而纯电动车跑100公里需要18度电,车辆将增重100公斤。
我国发展燃料电池的基础很好,特别是很早就形成了以大学研究院为主体的格局。当前,我国燃料电池分别开发出了20千瓦、50千瓦、60千瓦和110千瓦的产品,很多技术也日趋成熟。我们具备很好的基础,上汽推出了两款产品,而且已经接受订单了,包括中航十五所、山东潍柴、中车电动生产的燃料电池全部下线。截止到2017年4月,我国累计生产的燃料电池汽车接近700辆。
制氢、储氢、运氢、加氢是一套新的配套系统工程。要改变传统模式,仅配套设施跟进这种发展模式不行,至少必须是同步的,最好是提前布局供氢体系。当前,上海在大范围规划燃料电池的发展。最近,山东在打造170平方公里的中国氢谷,包括研发中心已经开始动工。
我国所有的传统制氢企业都非常强大,以东岳集团为例,它成功地研发了燃料电池膜,这是国内仅有的一家,国际占据并列第一的位置。还有潍柴集团投了500亿元在制造氢能源发动机,中车电动包括电控系统、网络系统、车联网都已经开始布局。
目前,山东结合高速服务区的全省加氢站网络已经开始布局,并开始打造中国氢谷,要设立500万元的中国氢谷创新发展基金,打造氢能源的运营示范区规划,现在已经开始预层设计。这不是以一家企业为主体,而是一个整体的规划,这样致力于开发氢能源和燃料电池的企业才能健康发展。
到2050年,我国将会迎接氢能时代的到来,形成10万亿元的产业规模,这是毋庸置疑的。煤的最佳应用方式就是变成氢,当然也可以煤制油,但是煤制氢将成为新能源的一个重头戏。我们已经开始实现制造业强国之梦,在绿色制造中把整个能源结构进行改造。
(本文根据干勇在“2018中国电动汽车百人会”上演讲速记整理,未经本人审阅。)