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氢能到底是不是终极能源?未来该如何发展?

作者:中国储能网新闻中心 来源:南度度 发布时间:2019-11-16 浏览:
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氢能因具有能量密度大、燃烧热值高、来源广、可储存、可再生、可电可燃、零污染、零碳排等优点,有助于解决能源危机以及环境污染等问题,被誉为21世纪的“终极能源”。然而近日,中国工程院院士杨裕生在中国科学报发表文章称,氢能的获取有限度、有难度,并不是那么“轻巧”,“氢能是终极能源”命题不成立。对此,你怎么看?

最有前途的能源

氢,在元素周期表中位列第一,是目前已知最小的原子。氢也是宇宙中分布最广泛的物质,宇宙质量的75%都是氢。

氢的燃烧热值高。除核燃料以外,氢的燃烧热值居各种燃料之首,是液化石油气的2.5倍,汽油的3倍。并且,氢是零碳的。它燃烧生成水,水电解又可以生成氢,是一种可循环使用的清洁能源。

此外,氢的来源非常广泛,既可借助传统化石能源如煤炭、石油、天然气等用低碳化技术制取,也可以通过风电、光伏、水电等可再生能源制备。同时,氢的利用形式很多样,可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,并且用氢代替煤和石油,不需对现有技术装备作重大改造;此外,又可以作为能源用于燃料电池直接产生电能,为燃料电池车、分布式发电设施提供动力。它还可以储存,能够实现持续供应、远距离输送。

因此,氢能被冠之以未来的能源、终极能源的称呼。

“如果说风电、光伏发电是当前新能源行业的主导力量,氢能源就是能源领域的未来之星。”中国科学技术协会主席万钢表示,氢能非常符合全球能源发展的新趋势,被行业誉为21世纪最有前途的能源之一。

中国氢能联盟战略指导委员会常务副主任干勇表示,氢能将成为改变传统能源的终极目标,发展氢能产业是人类能源结构调整和产业结构转型的必由之路。

世界各国争相发展

随着氢能应用技术发展逐渐成熟,以及全球应对气候变化压力的持续增大,氢能产业的发展在世界各国备受关注,氢能及燃料电池技术作为促进经济社会实现低碳环保发展的重要创新技术,已经在全球范围内达成了共识,多国政府都已出台氢能及燃料电池发展战略路线图,美国、日本、德国等发达国家更是将氢能规划上升到国家能源战略高度。氢能开发与利用已成为发达国家能源体系中的重要组成部分。如全球发展氢能最积极国家之一的日本,近年发布了一系列激励政策,并在氢燃料电池领域取得超过1500件专利。

在车用能源领域,氢能燃料电池被认为是实现车辆使用阶段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技术方案,是未来汽车产业技术竞争的制高点。目前,欧美日等发达国家已开发出多款氢燃料电池汽车,并配套建设加氢站。2017年,宝马,奔驰、通用等公司都开始商业化发售氢燃料电池汽车。

近年来,我国对发展氢能产业也高度重视,出台了系列有利于氢能和发展的相关产业政策。

2016年4月,国家发展改革委、国家能源局等联合发布的《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》,提出了能源技术革命重点创新行动路线图,部署了15项具体任务,“氢能与燃料电池技术创新”位列其中,标志着氢能产业已被纳入国家能源战略。

2016年6月,国家发展改革委、能源局、工信部联合发布《中国制造2025-能源装备实施方案》将燃料电池和氢能开发利用作为专门章节;被《国家创新驱动发展战略纲要(2016)》列为引领产业变革的颠覆性技术。

2016年10月,中国标准化研究院资源与环境分院和中国电器工业协会发布的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》首次提出了我国氢能产业的发展路线图。对我国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。

2017年,国家能源局批准多项弃风弃光制氢储能项目。

2018年1月,国家科技部已将“可再生能源与氢能技术”列入重点专项,积极加以支持研究。

2019年的两会,总理在两会政府报告里面明确写了:“推动充电、加氢等设施建设”。

在国家政策的大力支持下,我国的氢能产业正在进行区域布局,现在已经有20个省市正在做氢能的发展规划和氢燃料汽车的发展规划,而且已经形成了6个地区,华东、华中、华南、华北、东北、西南六个氢能和氢燃料电池汽车的产业群,涌现出像上海、如皋、佛山、张家口、武汉等有代表性的一些城市。

氢能的获取并不容易

中国工程院院士杨裕生近日在中国科学报发表文章中指出,随着国家及地方对氢能源支持力度的加大,氢能产业的发展前景备受期待,“氢能是终极能源”的声音也在多个场合听到。不过,氢能的获取,有限度、有难度,并不是那么“轻巧”。科研人员应该在这方面多做些实事求是的分析,而不要炒作和鼓噪,以免误导公众。在杨裕生院士看来,未来人们的节能减排意识将进一步加强,更加绿色的能源、更高效的能量转换方法,将是人类不断的追求。所以能源发展是没有终极的。

杨裕生院士认为,“氢能是终极能源”可理解为人类将来用的能源全部是氢能。这显然是脱离实际的。即使说汽车完全用氢能,按我国未来50%的人均汽车保有量计算,7亿辆车、年用氢10亿吨,既没有这个可能,更没有这个必要。毕竟对于大多数电动车而言,直接用电网的电会更方便、更合算,何况还有其它能源可用,还有燃料电池自身的弱点引起的竞争力不强问题。

不过应该相信,随着氢气提纯技术的进步,其能耗和成本会不断下降,可用的副产氢数量会有所增加,“天花板”会有所升高。但是,也应该相信,“天花板”肯定是有的,“氢能是终极能源”的命题是不成立的。虽然如此,我们也该用好它。

氢能该如何发展?

虽然氢能具有清洁低碳、应用面广、便于存储、互联协同的优点,但也存在产业基础薄弱、成本偏高、安全性方面的问题。目前我国氢能生产主要依赖化石能源,氢能消费集中在化工原料。清洁能源制氢和能源化利用仍处于发展初期,未来氢能在交通重型货运和电力储能领域有较大发展前景。

据世界氢能协会预计,到2050年全球环境20%的二氧化碳的减排要靠氢气来完成;氢能将创造3000万就业岗位,减少60亿吨的二氧化碳排放,创造超过2.5万亿美元的市场价值。氢能汽车将占到全球的车辆的20%到25%,并承担18%以上的能源需求,主导脱碳社会。

中国氢能市场的发展将在世界市场中发挥重要的作用,如何提高技术自主化程度并制定核心技术标准,对我国氢能产业发展至关重要。

关键字:氢能

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