山東省副省長、省政府黨組成員、中國氫能聯(lián)盟理事長、中國工程院院士 凌文
2019年5月履新山東省副省長、省政府黨組成員之前,他擔(dān)任國家能源集團(tuán)公司總經(jīng)理、中國神華能源股份公司董事長,
是十九大代表、政協(xié)全國委員會人口資源環(huán)境委員會委員。
他是官員、是企業(yè)家,是學(xué)者,始終致力于推動中國能源變革,他主持的科研成果頗豐,屢獲國家科技進(jìn)步獎,并獲十多項專利。
他關(guān)注氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,正在傾力打造山東氫能全方位、全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)劃和建設(shè)。
講話內(nèi)容摘要:
我國目前的能源格局仍舊是貧油、少氣、富煤,一煤獨大。這給生態(tài)環(huán)境帶來不小壓力,治理污染的挑戰(zhàn)巨大。十九大報告強調(diào)綠色發(fā)展,并提出推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系的戰(zhàn)略任務(wù)。氫,作為一種來源廣泛、清潔無碳、靈活高效的二次能源,在小汽車、軌道交通、船舶、航天、物流、供電、供暖等領(lǐng)域有著豐富而廣泛的應(yīng)用前景。加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是應(yīng)對全球氣候變化、保障國家能源供應(yīng)安全、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、推動能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的一大重要舉措。那么我國氫能發(fā)展目前面臨怎樣的瓶頸?能不能實現(xiàn)彎道超車?甚至是換道超車?山東氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有哪些現(xiàn)實的經(jīng)驗和思考?
氫能是能源轉(zhuǎn)型的重要路徑
中國過去的我們的能源歷史,大家知道從1949年中華人民共和國成立后,今年是70周年,我們的經(jīng)濟有了天翻地覆的變化,從1978年到2018年我國能源消費增長情況,和國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長情況,大家可以很清晰地看到,這40年間中國經(jīng)濟飛速發(fā)展,總共增長247倍。
我們知道過去的40年,已經(jīng)有足夠的能源來用,它的標(biāo)志是什么呢?我們可以舉一個例子,一年有8760個小時,這么多個小時,我們的發(fā)電機組工作多長時間呢?2018年全國火力發(fā)電機組平均工作不到一半時間,也就是說49.8%的時間火電機組在工作,剩下一半的時間這些機組不工作。也就是說反過來我們得出一個結(jié)論,現(xiàn)在我們的能源總量已經(jīng)夠用了。當(dāng)今,我國解決了能源供應(yīng)問題以后,還有哪些問題需要注意呢?
第一個是能源的安全。2018年,我們所用的石油將近70%是進(jìn)口的,大家都很喜歡用的天然氣2018年超過40%是進(jìn)口的,不能夠滿足最基本的能源安全的需求。天然氣除了海上運輸以外,只能依靠比較有限的幾個天然氣管線來進(jìn)口,而這些年我們對天然氣的需求越來越多,以至于過去有一段時間我們以氣代煤、以氣代電,導(dǎo)致最后很多地方天然氣供不應(yīng)求。
大家也知道,過去這些年,很多世界政治、經(jīng)濟、軍事的沖突其實是圍繞著石油的產(chǎn)地和供應(yīng)、石油金融和石油美元來展開的。所以,以我國將近70%和40%以上的石油、天然氣的進(jìn)口率現(xiàn)狀,是不能夠滿足最基本的能源安全需求的。
第二個是生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)在我們?nèi)澜绲哪茉垂?yīng)和中國的能源供應(yīng)都存在著一個共同的問題,就是化石能源所占的比重太大。雖然這些年中國已經(jīng)成為全世界第一大可再生能源的國家,2018年,風(fēng)電裝機1.8億千瓦、光伏裝機1.7億千瓦、水電裝機3.5億千瓦,都是全世界規(guī)模最大的。
但是如果按比例算,我們的化石能源占比還占到85.7%,也就是說真正的可再生能源只占不到15%,這個數(shù)據(jù)跟全世界比,還低了一個百分點。
就全世界來算,基本上世界的比例,可以說石油、天然氣、煤炭和可再生能源四分天下,大致上來說每家各占四分之一。2018年的數(shù)據(jù),煤炭的一次能源消費總量占到59%,超過一半,而煤炭無論從污染和生態(tài)的碳排放來說,都要高于石油和天然氣。這就是使得我們國家面臨更大的壓力,這就是我們所面臨的生態(tài)壓力。下一步,怎么樣能夠提高我們能源的生態(tài)環(huán)境的水準(zhǔn),就是我們必須要考慮的一個問題。
第三個是能源的利用效率問題。煤炭發(fā)電大家都很熟悉,它是通過煤炭在鍋爐里的燃燒產(chǎn)生能量,驅(qū)動汽輪機轉(zhuǎn)動,帶動發(fā)動機去發(fā)電的一個過程。那么進(jìn)入到最后的電網(wǎng)有多少能量呢?現(xiàn)在普遍的發(fā)電效率水平在38%到45%之間,沒有超過50%的,也就是說燃煤發(fā)電49%是一個比較高的水平,一半以上的能量都被浪費了。
我們的國內(nèi)生產(chǎn)總值水平,現(xiàn)在實際上在跟全世界比,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值增長需要多少能量來支撐呢?我們能量消耗是高于全世界的,高多少呢?高40%。
所以這樣一系列的問題就給我們能源工作者提出了一個未來的命題:在解決了中國14億人的經(jīng)濟發(fā)展和生活有足夠的能源之后,接下來怎么能把我們的能源更高質(zhì)量的發(fā)展。
能源如何高質(zhì)量發(fā)展
首先,氫是一種非常清潔的能源,整個元素周期表里面排在第一位,無色無味無毒,可以循環(huán)使用的清潔能源。為什么說它是清潔呢?它在做功的時候,不像燃燒煤炭,燃燒汽油,燃燒柴油,會產(chǎn)生二氧化硫、煙塵、氮氧化物;氫在做功的時候只產(chǎn)生水,而水是對人體、對人類完全無害的。因此,在氫的做功當(dāng)中,可以認(rèn)定它是一個完全零排放的能源。
第二,它的效率怎么樣呢? 跟干木柴、標(biāo)準(zhǔn)煤、汽油、天然氣相比較,氫氣是整個各種能量里邊能量密度最高的一種能源,氫的能量密度是汽油的3.3倍,因此它的效率也是很高的。
第三,它的碳排放怎么樣呢? 它在做工的時候,只產(chǎn)生兩個氫(離子),一個氧(離子),是沒有任何碳排放的。在這個環(huán)節(jié)是非常清潔的,是零碳的,是零排放的。
第四,經(jīng)濟性。 大家最關(guān)心的就是經(jīng)濟,我們的乘用車大家最熟悉的,一個車加一箱油能跑多遠(yuǎn),跑多少公里,折出來每百公里多少個油?這是老百姓開車大家最希望能看得到的一個數(shù)據(jù)。氫燃料叫氣耗,基本上我們有這樣的一個共識,就是現(xiàn)在的我們的電池水平,可以保證5公斤的氫氣,可以跑650公里。5公斤氫氣需要多少錢?大致上我們可以初步地估算,現(xiàn)在的水平是35元錢一公斤,5公斤大概是175元錢。而如果用普通的,大家熟悉的燃油車,跑650公里需要多少錢呢?需要350元人民幣。
第五,安全性。 氫是一種能夠爆炸的氣體,所以,很多老百姓“談氫色變”,覺得氫是不是安全?。楷F(xiàn)在,我們政府把氫氣作為危化品來管理。那么氫氣是不是那么危險呢?實際上,氫氣泄漏的安全性和普通的汽油比,它的擴散系數(shù)是汽油的11倍。什么意思?就是如果在一個開放的空間而不是密閉空間 ,氫氣的比重相當(dāng)于整個空氣的十四分之一。這樣輕的一個東西,只要一泄漏就會往上面跑,會非常快地跑上去。如果上面的空間是開放的,那么,氫氣還沒來得及燃燒,也沒來得及爆炸,就已經(jīng)揮發(fā)掉了。所以,基本上可以說,氫氣在開放的空間是非常安全的一種氣體。
將來,氫氣進(jìn)入到尋常百姓家是什么樣?我想給大家舉一個例子。40年前,我們家那會兒剛剛開始用石油液化氣的氣罐,我們也都知道它是很危險的,要小心。過了40年,現(xiàn)在我們已經(jīng)不用那個鋼瓶了,家家戶戶都有天然氣的管線,但有誰還覺得它是非常危險的呢?可能大家已經(jīng)習(xí)慣接受它了。氫也是這樣一個問題,只要我們?nèi)祟悓涞氖褂猛耆凑找?guī)則去做,相信它也是非常安全的。所以在我們中國工程院,大家的共識是:氫能源是比天然氣更加安全、更加能夠控制的一種二次能源。(北極星氫能網(wǎng) 氫小星 )