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山东省副省长凌文:我国能源行业面临三大难题 氢能是转型突破口

   日期:2019-07-23     来源:华夏能源网    浏览:1901    评论:0    
7月18日,CCTV央视财经频道《中国经济大讲堂》特邀山东省副省长、省政府党组成员,中国氢能联盟理事长凌文深度解读《氢能世界里的中国机会》。

凌文为中国工程院院士,曾担任国家能源集团公司总经理、中国神华能源股份公司董事长,是十九大代表、政协全国委员会人口资源环境委员会委员。2019年5月,调任山东省副省长、省政府党组成员。

凌文在演讲中表示,我国能源总量已经够用,但能源行业面临的问题还有很多。另外,他认为氢能是我国能源转型的重要路径,未来氢能源的利用有无限空间。

远古时代,人类学会了钻木取火;1769年瓦特发明了蒸汽机,用煤炭推动了第一次工业革命;1873年大功率电动机的发明使电力进到千家万户。随后,石油、汽油、柴油得到广泛应用,而内燃机的发明和使用更是推动了新的工业革命进程。

20世纪后期,特别是21世纪以后,我们开发利用了水电、风电、光伏发电等新能源。新中国的能源历史,从1949年到今年也已经走过了整整70年。

从1978年到2018年,40年间,我国的国内生产总值增长了247倍,能源消费总量增长了7.7倍。主要的化石能源煤炭、石油、天然气的产量分别增长了6.5倍、6.8倍和20.3倍,全社会的用电量增长了27.2倍,而支撑这些增长的背后是足够的能源供应。

据统计,2018年全国的火力发电机组平均工作时间不到一半,也就是说,火电机组有一半时间没有工作。这一数据足以证明,现在我国的能源总量已经够用了,但能源行业面临的问题还有很多。

我国能源行业面临三大难题

我国解决了能源供应问题以后,还有哪些问题需要注意?

第一个是安全问题。2018年,我们所用的石油将近70%是进口的,天然气40%是进口的。除了海上运输以外,天然气只能依靠比较有限的几个天然气管线来进口,而这些年我们对天然气的需求越来越多,以至于过去有一段时间我们以气代煤、以气代电,导致很多地方天然气供不应求。过去这些年,很多世界政治、经济、军事的冲突其实是围绕着石油的产地和供应、石油金融和石油美元来展开的。所以,从我国将近70%和40%以上的石油、天然气的进口率的现状来看,我们国内的能源生产是不能够满足最基本的能源安全需求的。

第二个是环境问题。现在全世界和中国的能源供应都存在一个共同的问题,就是化石能源所占的比重太大。虽然这些年中国已经成为全世界第一大可再生能源国家,2018年风电装机1.8亿千瓦、光伏装机1.7亿千瓦、水电装机3.5亿千瓦,都是全世界规模最大的。但是按比例算,我们的化石能源占比高达85.7%,也就是说可再生能源只占不到15%,这个数据跟全世界比,还低了一个百分点。

第三个是效率问题。煤炭发电是通过煤炭在锅炉里燃烧产生的能量驱动汽轮机转动,再带动发动机去发电。那么进入到最后的电网有多少能量呢?现在普遍的发电效率水平在38%到45%之间,没有超过50%的,也就是说燃煤发电49%是一个比较高的水平,一半以上的能量都被浪费了。另外,我国的能量消耗水平高出全球平均水平40个百分点。

这些问题给我们能源工作者提出了一个命题:在解决了中国的经济发展和14亿人生活所需的能源问题后,接下来怎么促进我国能源行业更高质量的发展?

氢能具有五大优点

第一,氢作为一种清洁能源,无色、无味、无毒,可以循环使用。氢在做功时,不像燃烧煤炭、汽油、柴油那样会产生二氧化硫、烟尘、氮氧化物,而只产生水,因此我们可以认为氢是零排放的能源。

第二,氢的效率怎么样?跟干木材、标准煤、汽油、天然气相比,氢气是能量密度最高的能源,因此它的效率也是很高的。

第三,氢的碳排放情况如何?氢在做功时只产生两个氢一个氧,不产生任何碳排放。

第四,经济问题。现在的氢燃料电池水平可以保证5公斤的氢气跑650公里,初步估算价格是175块钱。而普通的燃油车跑650公里大概需要350块钱,也就是说用氢燃料电池比汽油便宜一半。另外,随着氢燃料电池技术进入中国,一方面我们的批量不断加大,成本会逐渐降低;另一方面由于技术提升,比如说转换效率提升,各种制备成本也会下降。因此,我们有理由相信氢燃料电池的成本会大幅下降,这是我们对经济性的一个预判。

第五,安全性,氢是一种会爆炸的气体,所以很多老百姓“谈氢色变”,觉得氢是不安全的。我们政府也把氢气作为危化品来管理。那么氢气真的危险吗?实际上氢气泄漏的扩散系数是汽油的11倍。什么意思?在开放空间,氢气的重量相当于空气的十四分之一,只要泄漏就会快速上升,如果上面的空间是开放的,那么,氢气还没来得及燃烧和爆炸,就已经挥发掉了。所以氢气在开放空间中是非常安全的。

我国发展氢能产业优势明显

1、我国具备丰富的氢能资源和氢能供给能力

中国在氢的制取方面有巨大的优势,现在制氢基本上有三条路径:

第一条路是化石能源制氢,就是石油、天然气、煤炭制氢。中国煤炭产量占全世界的一半,如果按远景储量来算,我国地质储量可以以万亿吨来计算,所以在这方面我们的资源是足够的。

第二条路是工业副产品提纯制氢。比如焦炉、钢铁、化工,包括石油化工、普通化工,所有这些工业每天都在产生大量氢气。这些氢气最后都去哪了?一种就直接排掉了;还有一种回到炉子被烧掉。而这个氢有多大量?初步计算,通过这种方式我国在2018年可以制取800万吨氢。

第三条路就是电解水制氢。现在电网对很多可再生能源的吸纳能力有一定的制约,我国平均每年有大概1000亿度可再生能源发的电白白地浪费掉,这是非常可惜的。怎么办呢?把这1000亿度电通过电解水来制氢,可以换来200万吨氢气,这样制氢成本就会很低。

对中国来说,氢气有这样三种来源,现在不是不够用的问题,而是我们能不能把这些成本相对比较低的氢很好地使用。

2、我国氢能应用市场潜力巨大

像国际市场上的奔驰、宝马、丰田,还有很多国内的汽车厂商,都在生产氢燃料电池汽车。那么氢只能应用于氢燃料电池吗?其实氢能够用的领域非常多。对中国来说,有很多的市场比乘用车更适合用氢能源。柴油污染最重的地方就是氢能源最好的应用场所,公路上跑的大卡车、大货车污染比较大,更适合用氢燃料电池。另外,矿山机械、港口机械、轮船、航空器,甚至轨道交通,现在有很多都在用氢。除了交通工具以外的其他场所,日本现在已经把氢燃料电池作为家家户户的一个备用电源。

另外,有些场合需要有很好的储能和再利用,比如煤矿为了保证安全,在工人井下作业的时候,要求必须有双回路供电。什么叫双回路?就是有一路电突然有故障了,还有第二路电能够供应。所以未来有很多工业场景和家庭场景都能够用氢。我国是工业大国、制造业大国、人口大国,未来氢能源的利用空间可以说是无限的。

3、我国氢能产业基础和整合发展能力强

氢能源的利用要从氢的制备开始,要制备氢、储存氢、运输氢,到最后分配氢、使用氢。整个产业链都要有自己的支撑。而对中国来说,基础工业、实体工业,特别是制造业是我们最强的地方。再比如说制备,我们已经攻关了很多的核心技术。中国有非常好的工业、制造业基础,我们相信可以找到正确的路径,把整个全产业链完全打通。

氢能作为一种二次能源,需要依靠其他能源加工、制备,但它具有零碳、高效、安全可控等显著优势,可以在交通、化工原料、工业、建筑等诸多领域推广应用,而且从各种制氢路线看,未来我国有足够资源支撑。如果将氢能纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,那么氢能将成为我国终端能源消费体系的主体之一,并在我国能源转型中扮演重要角色。

 
 

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