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我國(guó)在發(fā)展氫能上面臨哪些掣肘?

作者: | 發(fā)布日期: 2019 年 05 月 13 日 10:11 | 分類: 產(chǎn)業(yè)資訊

2019年5月8日,廣東國(guó)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(shù)、新未來(lái),重新定義未來(lái)能源結(jié)構(gòu)暨梧桐樹陽(yáng)煤智能制造基金發(fā)布會(huì)”,并在大會(huì)做了題為《氫能源的現(xiàn)在與未來(lái)》的主旨演講。本文為其演講內(nèi)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(guān)注氫能?劉志祥教授從3方面展開來(lái)談,氫能發(fā)展的背景。

從當(dāng)前能源需求情況來(lái)看:我國(guó)目前的石油對(duì)外依存度逐年升高,到2018年對(duì)外依存度接近70%。而國(guó)際上,前段時(shí)間美國(guó)要對(duì)伊朗進(jìn)行石油封鎖,這樣會(huì)影響到我們國(guó)家的能源安全,特別是石油這么大規(guī)模對(duì)外依存度。

而從鋰電發(fā)展情況來(lái)看:我國(guó)發(fā)展新能源汽車是戰(zhàn)略問(wèn)題,到2018年時(shí)候已有接近100萬(wàn)輛新能源汽車的保有量。新能源汽車在鋰電池這條技術(shù)路線上發(fā)展迅猛,顯然也帶來(lái)了相應(yīng)的問(wèn)題。

①安全問(wèn)題:

近日,有關(guān)特斯拉自燃的地下車庫(kù)監(jiān)控錄像引起人們廣泛關(guān)注,新能源汽車的安全問(wèn)題再次
引發(fā)了社會(huì)廣泛關(guān)注和討論。鋰電池到底安全嗎?

②回收利用:

據(jù)中國(guó)汽車技術(shù)研究中心預(yù)測(cè),結(jié)合汽車報(bào)廢年限、動(dòng)力電池壽命等因素,2018-2020年,全國(guó)累計(jì)報(bào)廢動(dòng)力電池將達(dá)12萬(wàn)-20萬(wàn)噸;到2025年動(dòng)力電池年報(bào)廢量或達(dá)35萬(wàn)噸規(guī)模。動(dòng)力電池回收正處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期的前夜。如何處理報(bào)廢電池也是現(xiàn)今的一大難題。

“很多專家談到儲(chǔ)能利用電動(dòng)汽車和廢舊電池進(jìn)行儲(chǔ)能,我個(gè)人的觀點(diǎn),可能在實(shí)際操作當(dāng)中會(huì)面臨很多難度。比如電動(dòng)汽車拆下來(lái)的電池性能參差不齊,集中大規(guī)模儲(chǔ)能的時(shí)候安全問(wèn)題會(huì)引起更多的關(guān)注,一旦出事,會(huì)引起更大的問(wèn)題?!眲⒅鞠榻淌诒硎?。

從清潔能源轉(zhuǎn)型來(lái)看:中國(guó)經(jīng)濟(jì)正經(jīng)歷艱難轉(zhuǎn)型,中國(guó)能源問(wèn)題的焦點(diǎn)不再是能源安全和能源保障的問(wèn)題,而是面對(duì)氣候變暖,二氧化碳排放以及大氣污染壓力下的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源效率提高的挑戰(zhàn)。

一方面,我國(guó)汽車保有量非常高,2018年已經(jīng)達(dá)到2.4億輛汽車。汽車在總的環(huán)境污染當(dāng)中占的比例也非常高,我們面對(duì)空氣污染問(wèn)題非常嚴(yán)峻。

另一方面,我國(guó)煤炭占一次能源比例非常高。煤在發(fā)電的過(guò)程通過(guò)燃燒會(huì)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(guó)重要的能源基地,在保障國(guó)家能源供應(yīng)安全、支撐經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)中具有不可替代的戰(zhàn)略地位。如今,山西正著力打造全國(guó)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(gè)確實(shí)比較難,而且大量煤的使用量。氫能給整個(gè)產(chǎn)業(yè)的一次能源轉(zhuǎn)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(lǐng)域,會(huì)帶來(lái)很大好處。

煤轉(zhuǎn)化成氫氣過(guò)程中,不會(huì)有氮氧化物、硫氧化物排放到空氣當(dāng)中,對(duì)于改善空氣質(zhì)量有非常大的幫助。這是我們氫能產(chǎn)業(yè)希望它能達(dá)到這樣產(chǎn)煤不見煤的趨勢(shì)。

2、交通領(lǐng)域或?qū)⒙氏嚷涞?/strong>

2017年1月,氫能理事會(huì)發(fā)布《氫能如何推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型》報(bào)告,報(bào)告中給出了能源轉(zhuǎn)型中氫能的作用,集中于七個(gè)方面:

1.實(shí)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(jìn)行能量分配
3.充當(dāng)能源緩沖載體以提高能源系統(tǒng)的韌性
4.降低交通運(yùn)輸過(guò)程中的碳排放
5.降低工業(yè)用能領(lǐng)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(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中,交通領(lǐng)域率先吸引了大家的眼球。

氫能產(chǎn)業(yè)真正引起關(guān)注的是我們?cè)诮煌I(lǐng)域,即汽車領(lǐng)域。目前專注于氫能產(chǎn)業(yè)的,從國(guó)際上講,國(guó)際上主流的汽車生產(chǎn)廠商都在關(guān)注,而且已經(jīng)持續(xù)關(guān)注20、30年了,劉志祥教授如是說(shuō)。最近幾年為什么國(guó)內(nèi)對(duì)氫能的熱情突然高漲起來(lái),跟國(guó)際上氫能汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程密切相關(guān)。2015年豐田發(fā)布了量產(chǎn)車型,受到了業(yè)內(nèi)廣泛的關(guān)注。

此外,我國(guó)具有良好的制氫工業(yè)基礎(chǔ),到2018年氫氣年產(chǎn)量接近2000萬(wàn)噸,主要應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程氣,例如工業(yè)合成氨、合成甲醇、石油煉化等,但事實(shí)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(guò)程中產(chǎn)生氫氣,這些氫氣沒(méi)有完全用完,可以拿回去,把它燒掉,用它的熱能,但沒(méi)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(lǐng)域,但氫氣整個(gè)使用環(huán)節(jié)當(dāng)中占的比例非常小。

事實(shí)上,氫能作為燃料燒掉,也會(huì)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(gè)電化學(xué)的應(yīng)用,用在燃料電池上,這個(gè)過(guò)程就不會(huì)產(chǎn)生排放,只有水產(chǎn)生,這個(gè)過(guò)程是一個(gè)完全清潔的過(guò)程。

3、為汽車裝上“負(fù)污染發(fā)動(dòng)機(jī)”

燃料電池在原理上是電池,工作方式上與發(fā)電機(jī)非常相似。傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)系統(tǒng)的對(duì)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(gè)過(guò)程。它的核心只是在氣缸、燃油在氣缸內(nèi)燃燒推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)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(guò)變電,供到終端使用端這么一個(gè)環(huán)節(jié)。

此外,燃料電池汽車的優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)于如下幾個(gè)方面:

能源利用效率高:同燃油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)對(duì)比也具有優(yōu)勢(shì),燃油效率可以到20—30%,燃料電池可達(dá)40—50%。

系統(tǒng)能量密度高:系統(tǒng)可以達(dá)到1kWh/kg以上,遠(yuǎn)高于蓄電池;

清潔:使用過(guò)程負(fù)污染,氫能生產(chǎn)過(guò)程和燃料電池車回收過(guò)程少污染;

從氫氣的產(chǎn)生過(guò)程講,即使用煤制氫,也不會(huì)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(huì)產(chǎn)生有機(jī)物、揮發(fā)物這樣的污染,回收也簡(jiǎn)單。

不改變使用習(xí)慣:燃料電池車使用與汽柴油車一樣;這點(diǎn)主要是針對(duì)于鋰電池汽車,我們加氣的時(shí)間,跟加油是相當(dāng)?shù)摹?/p>

駕乘體驗(yàn)更好:無(wú)里程憂慮,無(wú)空調(diào)使用限制。

同樣是對(duì)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(diào)的問(wèn)題,燃料電池車只與氫氣瓶當(dāng)中氫氣儲(chǔ)量有關(guān)系,沒(méi)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(shì)。

4、成本掣肘、中游加氫關(guān)鍵環(huán)節(jié)待突破

氫能源車發(fā)展到目前也面臨一些問(wèn)題,特別是目前成本相對(duì)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(méi)有完全成熟,劉志祥在演講中表示。

根據(jù)信達(dá)證券的研報(bào),以氫能源燃料電池汽車為例,應(yīng)用氫能源要考慮購(gòu)買成本、維護(hù)成本、消耗成本、設(shè)施成本,綜合考慮之下,在分布式應(yīng)用場(chǎng)景中,氫能源應(yīng)用綜合成本很高。根據(jù)測(cè)算,一輛氫燃料車的使用綜合成本達(dá)到0.24歐元/公里,但一輛柴油汽車和一輛純電動(dòng)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(dāng)然,在整個(gè)發(fā)展過(guò)程中,國(guó)家這幾年也在對(duì)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(bǔ)貼的辦法,鋰電池車的補(bǔ)貼和燃料電池車的補(bǔ)貼都放進(jìn)去了,真正到目前為止還沒(méi)有一臺(tái)親能源堅(jiān)持車拿到補(bǔ)貼。

目前氫能產(chǎn)業(yè)形成京津冀、長(zhǎng)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(guó)字號(hào)的大企業(yè)紛紛加入到這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中,對(duì)這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的推動(dòng)力量非常大。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)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(shè),下游涉及氫燃料電池的發(fā)展。這里一個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)就在于:加氫站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。車造出來(lái)了,加氫站在哪里,如果沒(méi)有,用戶很難采購(gòu)氫能源車輛。如果大量建造這些加氫站,沒(méi)有車輛加,加氫站又難以存活下去,是非常大的問(wèn)題。

目前在佛山、云浮就存在這樣的問(wèn)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(gè)加氫站;廣州幾十臺(tái)車,只有一個(gè)加氫站。佛山和云浮有加氫站,但沒(méi)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(guó)加氫站發(fā)展非???,在建加氫站超過(guò)70座。

這是非常好的現(xiàn)象,先把加氫站建起來(lái),再解決第二個(gè)問(wèn)題,即車輛要相應(yīng)的進(jìn)行布局。我們國(guó)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(huì)容易解決這個(gè)問(wèn)題。

整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的投資今年非常熱加起來(lái)有2000多億。2018年氫能汽車產(chǎn)量1619臺(tái),銷量883輛。

從整體發(fā)展來(lái)看,總體還是向好。根據(jù)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展路線圖顯示,到2050年可以達(dá)到4萬(wàn)億。

我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)這兩年產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常快,但技術(shù)上還存在差距,關(guān)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(wèn)題,例如一個(gè)產(chǎn)業(yè)化總體產(chǎn)業(yè)落后,關(guān)鍵技術(shù)、核心零部件、關(guān)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(yàn)證,壽命都需要驗(yàn)證。

劉志祥教授表示:氫能產(chǎn)業(yè)鏈非常長(zhǎng),應(yīng)用非常多,這個(gè)產(chǎn)業(yè)面臨很多投資機(jī)會(huì),包括制氫、儲(chǔ)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(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的話,就能獲得非常好的回報(bào)。

 

文章來(lái)源:北極星儲(chǔ)能網(wǎng)整理

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