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氢能与燃料电池战略路线图

作者:老子有钱万人线上游戏    发布时间:2020-01-05 07:04     浏览次数 :176

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2014年6月,日本经济产业省制定了“氢能与燃料电池战略路线图”,提出了实现“氢能社会”目标分三步走的发展路线图:到2025年要加速推广和普及氢能利用的市场;到2030年要建立大规模氢能供给体系并实现氢燃料发电;到2040年要完成零碳氢燃料供给体系建设。2017年12月,日本政府最终发布了“氢能源基本战略”(以下简称“基本战略”),确定了2050年氢能社会建设的目标以及到2030年的具体行动计划。2019年1月,中国的另外一个邻居韩国,在韩国总统文在寅的见证下,于蔚山发布了韩国经济发展路线图。发展氢能正式成为韩国国策

为什么日本和韩国要各自推出氢能路线图,把它作为国策来推动呢?

氢的用途其实非常广泛。

氢气,作为一种化学品,本身就大量应用于工业领域。例如在化肥生产过程中需要用到、在油品升级过程中需要用到、在钢铁冶炼的过程中需要用到。

氢也跟天然气一样,可以作为燃料燃烧。

氢还可以通过燃料电池,用于发电。

另外,氢本身也是一种完美的低碳能源。

氢能发展最大的背景,来自于三点:

  • 巴黎协定一致通过,要求控制全球变暖;

  • 国家能源安全;

  • 新能源汽车,智能网联。

其中第三点,是氢能最重要的抓手之一。

中国的氢能话题再次火热,也是从新能源汽车开始的。

2018年年初,国家氢能源及燃料电池产业创新战略联盟在北京成立。5月份,李克强总理去日本丰田参观Mirai后的照片在网上流传,使得人们对于Mirai这台氢燃料电池汽车产生好奇。氢能和燃料电池开始被越来越多人关注。

彼时,虽然人们开始讨论氢燃料电池汽车,但大众普遍对氢燃料电池认知不足,许多人都以为燃料电池用氢能和内燃机烧汽油一样,而并不了解其实是氢气通过燃料电池跟氧气催化反应生成了电子和水。本质上,氢燃料电池是台发电机。

非氢能和燃料电池产业界的人则认为,氢燃料电池跟锂电池相比远不成熟,成本太高,基础设施不完善,氢气也属于易燃易爆的危化品,发展氢燃料电池汽车不是一条好的路子。

这话说对了一半。但氢能的发展其实是一个系统性问题,如果仅从新能源汽车领域去看氢能,等同于管中窥豹。

什么是“豹”呢?

NEDO,日本新能源产业的技术综合开发机构,是日本最大的公立研究开发管理机构。

NEDO曾表达过一个观点,如果发展氢能只为汽车,这既不合理,也不经济。日本提出“氢能社会”的概念中,是希望氢能能渗透进国民经济的方方面面,氢燃料电池汽车只是氢能的重要应用之一。

这跟石油有点像。石化产业衍生出各种各样的产品,存在于我们生活中的方方面面。但最初,石油只是用于燃烧照明用的,没有人会想到石化产业会成为如此庞大的一个产业。

如果从石油中提炼出汽柴油只用于汽车,估计到现在为止,也只有一小部分的人才能用得上,不会成为普通大众的交通工具。氢能也是这个道理。

在日本,除了Mirai,日本的Ene-Farm家用燃料电池项目,已经部署超过20万套,远比Mirai的数量多。系统在产生电力的同时提供热水,这些燃料电池被安装在公寓以及普通住宅内,由公寓开发商选择安装与否。其可以不依赖电网独立运行。除此之外,氢燃料电池还可以应用于数据中心、通信基站的主备电系统,这在美国有很多案例。

毫无疑问,氢能的初期发展,是需要补贴的。但如何补贴,是一个学问。

我们看来,所有的运输工具都可以氢燃料电池化,包括但不限于汽车、特种车、叉车、港口牵引车,甚至目前用铅酸蓄电池的电动自行车。但在中国,只有汽车是有补贴的。

在美国,叉车有补贴。我们也曾听林德讲过一个案例,其在美国的一个加氢站具有良好的经济效益,原因就在于,叉车运送货物频繁,因此加氢频繁,形成了规模效应。

在日本,据称ENE-FARM已经不需要补贴,可以商业化了。

氢能的供应和氢能的消费,是一个先有鸡还是先有蛋的问题。氢的来源可以很丰富,因为制氢手段非常丰富,水电解、天然气重整、副产氢、煤制氢、液氢等等都有成熟的解决方案,各个地方均可以利用本地的资源禀赋来解决氢的来源的问题。真正的问题在于运输。

目前来看,除了原位制氢以外,能够规模化运氢的主要是两种方式:一种是以岩谷、川崎为代表的液氢,一种是法液空为代表的管道输氢。问题是,氢能有了,如何消费出去。消费少,氢能成本高;氢能成本高,又限制了氢能的消费。这就有了一个先有鸡还是先有蛋的问题。

这种问题,只有从上至下统一规划和行动,才能够得到最好的解决。并且,需求侧和供给侧必须同时发展,这本身就需要投入巨大的资金和成本。但规模化以后,前景将非常美好。

据TrendBank观察,现在虽然各地政府和投资机构都对氢能和燃料电池很热衷,但其中的大部分是雷声大雨点小。而真正往里面投入了真金白银并且走在前面的,许多也因为顶层设计不明确而踌躇不前。氢能和燃料电池主管部门不一也是造成顶层设计推进缓慢的原因之一。主管部门涉及到工信部、能源局、发改委、住建部、科技部、财政部等等,缺乏统一的牵头机构。

最后再花一些篇幅,说一说氢能的安全问题。这是所有人最关注的问题。

当我们说到“安全”的时候,经常还会带两个字:可控。

是的,安全控制非常重要。

你可以看到有人在边加油边用手机打电话而引起爆燃的新闻,因此你在加油的时候不会用手机打电话,你也不会担心汽油突然燃烧爆炸。

在煤气灶时代我们经常要往家里运煤气瓶,你也曾看到忘了关煤气而引起的爆燃事故的新闻,所以你出门的时候总是会关心煤气灶是否已关。

现在很多城市小区的煤气灶都已经转换成了天然气灶,地底下铺设的天然气管道也不会让你觉得不安全,尽管天然气是易燃易爆的能源。同样,你在坐天然气出租车的时候也不会觉得不安全。

所以,如何控制比强调某种东西如何危险来得更有用。我们更应该花时间和精力在研究如何进行安全控制,而非一味强调危险而因噎废食,止步不前。

我曾去过日本东京塔下的岩谷加氢站,离其他建筑不过二三十米。在参观的时候正好碰到一辆本田的clarity氢燃料电池出租车来加氢。加氢人员装束和加油站一样,加氢时间前后一共5分钟,跟加油一样方便。

除了日本和韩国,欧洲的燃料电池和氢能联合组织和澳洲的澳大利亚联邦科学与工业研究组织也分别于2018年推出了“欧洲氢能发展路线图”和“澳洲氢能发展路线图”。

我们相信,中国所有相关产业界人士都在热切期盼中国氢能发展路线图的推出,作为顶层设计,指导地方政府和以及相关业界人士。

我们有理由相信,这一天会很快到来。

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