2019年5月8日，廣東國鴻氫能科技有限公司副總經(jīng)理劉志祥參加了“新能源、新技術、新未來，重新定義未來能源結構暨梧桐樹陽煤智能制造基金發(fā)布會”，并在大會做了題為《氫能源的現(xiàn)在與未來》的主旨演講。本文為其演講內容整理。
1、走紅的氫能
近兩年，氫能迅速”走紅“。那么，大家為什么關注氫能？劉志祥教授從3方面展開來談，氫能發(fā)展的背景。
從當前能源需求情況來看：我國目前的石油對外依存度逐年升高，到2018年對外依存度接近70%。而國際上，前段時間美國要對伊朗進行石油封鎖，這樣會影響到我們國家的能源安全，特別是石油這么大規(guī)模對外依存度。
而從鋰電發(fā)展情況來看：我國發(fā)展新能源汽車是戰(zhàn)略問題，到2018年時候已有接近100萬輛新能源汽車的保有量。新能源汽車在鋰電池這條技術路線上發(fā)展迅猛，顯然也帶來了相應的問題。
①安全問題：
近日，有關特斯拉自燃的地下車庫監(jiān)控錄像引起人們廣泛關注，新能源汽車的安全問題再次
引發(fā)了社會廣泛關注和討論。鋰電池到底安全嗎？
②回收利用：
據(jù)中國汽車技術研究中心預測，結合汽車報廢年限、動力電池壽命等因素，2018－2020年，全國累計報廢動力電池將達12萬－20萬噸；到2025年動力電池年報廢量或達35萬噸規(guī)模。動力電池回收正處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期的前夜。如何處理報廢電池也是現(xiàn)今的一大難題。
“很多專家談到儲能利用電動汽車和廢舊電池進行儲能，我個人的觀點，可能在實際操作當中會面臨很多難度。比如電動汽車拆下來的電池性能參差不齊，集中大規(guī)模儲能的時候安全問題會引起更多的關注，一旦出事，會引起更大的問題?！眲⒅鞠榻淌诒硎?。
從清潔能源轉型來看：中國經(jīng)濟正經(jīng)歷艱難轉型，中國能源問題的焦點不再是能源安全和能源保障的問題，而是面對氣候變暖，二氧化碳排放以及大氣污染壓力下的能源結構調整和能源效率提高的挑戰(zhàn)。
一方面，我國汽車保有量非常高，2018年已經(jīng)達到2.4億輛汽車。汽車在總的環(huán)境污染當中占的比例也非常高，我們面對空氣污染問題非常嚴峻。
另一方面，我國煤炭占一次能源比例非常高。煤在發(fā)電的過程通過燃燒會產(chǎn)生氮氧化物、硫化物、二氧化碳，煤的清潔利用，氫能是很好的方案。
山西作為我國重要的能源基地，在保障國家能源供應安全、支撐經(jīng)濟持續(xù)增長中具有不可替代的戰(zhàn)略地位。如今，山西正著力打造全國能源革命排頭兵。
劉志祥教授介紹，大同要做“產(chǎn)煤不見煤”新的能源產(chǎn)業(yè)的典型，這個確實比較難，而且大量煤的使用量。氫能給整個產(chǎn)業(yè)的一次能源轉型提供了一種思路，我們可以把煤這樣一種固態(tài)燃料變成氫氣這種氣態(tài)燃料，用在交通領域，會帶來很大好處。
煤轉化成氫氣過程中，不會有氮氧化物、硫氧化物排放到空氣當中，對于改善空氣質量有非常大的幫助。這是我們氫能產(chǎn)業(yè)希望它能達到這樣產(chǎn)煤不見煤的趨勢。
2、交通領域或將率先落地
2017年1月，氫能理事會發(fā)布《氫能如何推動能源轉型》報告，報告中給出了能源轉型中氫能的作用，集中于七個方面：
1.實現(xiàn)大規(guī)模、高效的可再生能源消納
2.在不同行業(yè)和地區(qū)間進行能量分配
3.充當能源緩沖載體以提高能源系統(tǒng)的韌性
4.降低交通運輸過程中的碳排放
5.降低工業(yè)用能領域的碳排放
6.將捕集的碳用作原料
7.降低建筑采暖的碳排放
在這些應用領域當中，交通領域率先吸引了大家的眼球。
氫能產(chǎn)業(yè)真正引起關注的是我們在交通領域，即汽車領域。目前專注于氫能產(chǎn)業(yè)的，從國際上講，國際上主流的汽車生產(chǎn)廠商都在關注，而且已經(jīng)持續(xù)關注20、30年了，劉志祥教授如是說。最近幾年為什么國內對氫能的熱情突然高漲起來，跟國際上氫能汽車產(chǎn)業(yè)化進程密切相關。2015年豐田發(fā)布了量產(chǎn)車型，受到了業(yè)內廣泛的關注。
此外，我國具有良好的制氫工業(yè)基礎，到2018年氫氣年產(chǎn)量接近2000萬噸，主要應用于工業(yè)過程氣，例如工業(yè)合成氨、合成甲醇、石油煉化等，但事實上仍有富余。
以山西為例，山西是最大的焦炭生產(chǎn)的省份，生產(chǎn)焦炭的過程中產(chǎn)生氫氣，這些氫氣沒有完全用完，可以拿回去，把它燒掉，用它的熱能，但沒有把它真正算成氫能，只作為熱能。真正使用氫氣的在航天領域，但氫氣整個使用環(huán)節(jié)當中占的比例非常小。
事實上，氫能作為燃料燒掉，也會產(chǎn)生氮氧化物的排放。那么如何算作清潔能源呢？氫能和燃料電池密不可分，氫能作為一個電化學的應用，用在燃料電池上，這個過程就不會產(chǎn)生排放，只有水產(chǎn)生，這個過程是一個完全清潔的過程。
3、為汽車裝上“負污染發(fā)動機”
燃料電池在原理上是電池，工作方式上與發(fā)電機非常相似。傳統(tǒng)燃油發(fā)動機與氫燃料發(fā)動機兩個系統(tǒng)的對比可以看到，散熱系統(tǒng)，有后面的發(fā)電系統(tǒng)，是這樣的一個過程。它的核心只是在氣缸、燃油在氣缸內燃燒推動活塞運動產(chǎn)生動能，只要使用空氣作為氧化劑，空氣中的系統(tǒng)，同樣也有散熱系統(tǒng)，后面產(chǎn)生的電能通過變電，供到終端使用端這么一個環(huán)節(jié)。
此外，燃料電池汽車的優(yōu)點還體現(xiàn)于如下幾個方面：
能源利用效率高：同燃油發(fā)電機系統(tǒng)對比也具有優(yōu)勢，燃油效率可以到20—30%，燃料電池可達40—50%。
系統(tǒng)能量密度高：系統(tǒng)可以達到1kWh/kg以上，遠高于蓄電池；
清潔：使用過程負污染，氫能生產(chǎn)過程和燃料電池車回收過程少污染；
從氫氣的產(chǎn)生過程講，即使用煤制氫，也不會產(chǎn)生硫氧化物?；厥窄h(huán)節(jié)里面主要是固態(tài)這樣的物料，不會產(chǎn)生有機物、揮發(fā)物這樣的污染，回收也簡單。
不改變使用習慣：燃料電池車使用與汽柴油車一樣；這點主要是針對于鋰電池汽車，我們加氣的時間，跟加油是相當?shù)摹?/p>
駕乘體驗更好：無里程憂慮，無空調使用限制。
同樣是對于鋰電池汽車而言，迫于里程焦慮，或者在北方到冬天不敢開空調的問題，燃料電池車只與氫氣瓶當中氫氣儲量有關系，沒有這樣一些顧慮，中間供暖是使用燃料電池。這方面較鋰電池有優(yōu)勢。
4、成本掣肘、中游加氫關鍵環(huán)節(jié)待突破
氫能源車發(fā)展到目前也面臨一些問題，特別是目前成本相對高，跟傳統(tǒng)的燃油車或者跟鋰電池車比，成本高，產(chǎn)業(yè)還沒有完全成熟，劉志祥在演講中表示。
根據(jù)信達證券的研報，以氫能源燃料電池汽車為例，應用氫能源要考慮購買成本、維護成本、消耗成本、設施成本，綜合考慮之下，在分布式應用場景中，氫能源應用綜合成本很高。根據(jù)測算，一輛氫燃料車的使用綜合成本達到0.24歐元/公里，但一輛柴油汽車和一輛純電動車的使用綜合成本分別為0.15歐元/公里和0.12歐元/公里。
當然，在整個發(fā)展過程中，國家這幾年也在對氫燃料電池車的發(fā)展大力度扶持，有很多扶持政策。包括2009年發(fā)布新能源汽車補貼的辦法，鋰電池車的補貼和燃料電池車的補貼都放進去了，真正到目前為止還沒有一臺親能源堅持車拿到補貼。
目前氫能產(chǎn)業(yè)形成京津冀、長三角、珠三角、華中、西北、西南、東北七大產(chǎn)業(yè)集群，并向周邊輻射。
此外，國字號的大企業(yè)紛紛加入到這個產(chǎn)業(yè)鏈當中，對這個產(chǎn)業(yè)鏈的推動力量非常大。
從整個產(chǎn)業(yè)來講，分為上下中游產(chǎn)業(yè)。上游包括制氫，中游環(huán)節(jié)加氫，加氫站的建設，下游涉及氫燃料電池的發(fā)展。這里一個關鍵難點就在于：加氫站網(wǎng)絡建設。車造出來了，加氫站在哪里，如果沒有，用戶很難采購氫能源車輛。如果大量建造這些加氫站，沒有車輛加，加氫站又難以存活下去，是非常大的問題。
目前在佛山、云浮就存在這樣的問題。有些地方有車輛，已經(jīng)有布局了，但是加氫站不夠，上海只有三個加氫站；廣州幾十臺車，只有一個加氫站。佛山和云浮有加氫站，但沒有車輛布局，這樣的話商業(yè)模式就很難維持下去。
好在我們中國加氫站發(fā)展非常快，在建加氫站超過70座。
這是非常好的現(xiàn)象，先把加氫站建起來，再解決第二個問題，即車輛要相應的進行布局。我們國家布局模式跟西方不同，走商用車先行，先有少量的加氫站，用重卡去布局，會容易解決這個問題。
整個產(chǎn)業(yè)鏈的投資今年非常熱加起來有2000多億。2018年氫能汽車產(chǎn)量1619臺，銷量883輛。
從整體發(fā)展來看，總體還是向好。根據(jù)中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展路線圖顯示，到2050年可以達到4萬億。
我國氫能源產(chǎn)業(yè)這兩年產(chǎn)業(yè)發(fā)展非?？欤夹g上還存在差距，關鍵零部件和材料以及產(chǎn)業(yè)化水平存在差距。也存在這樣的一些問題，例如一個產(chǎn)業(yè)化總體產(chǎn)業(yè)落后，關鍵技術、核心零部件、關鍵原材料還在突破，退出很多車型，這些車型是不是能夠滿足用戶的需求，還需要驗證，壽命都需要驗證。
劉志祥教授表示：氫能產(chǎn)業(yè)鏈非常長，應用非常多，這個產(chǎn)業(yè)面臨很多投資機會，包括制氫、儲氫、燃料電池、氫能汽車等，目前都有一些企業(yè)玩家在里面。在哪塊都可以找到非常好的投資方向，整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的話，就能獲得非常好的回報。
文章來源：北極星儲能網(wǎng)整理
