氫能這幾年非常熱，各個媒體或各個機(jī)構(gòu)都在追捧這樣一個新的產(chǎn)業(yè)。事實上，氫能在整個新能源領(lǐng)域是才剛剛起步的行業(yè)，大家為什么關(guān)注氫能？我首先談一談氫能的發(fā)展背景。
為什么氫能受關(guān)注？
我們國家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%，前段時間美國要對伊朗進(jìn)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。
前一段時間工信部副部長到廣東做氫能源產(chǎn)業(yè)調(diào)研發(fā)表觀點，我們國家發(fā)展新能源汽車是戰(zhàn)略問題，到2018年時候接近100萬輛，對于新能源汽車這幾年鋰電池汽車發(fā)展得非常迅猛，當(dāng)然也帶來了相應(yīng)的問題。
我們大家印象非常深刻的是，特斯拉在地庫里自燃，引發(fā)周邊燃燒，鋰電池汽車發(fā)生燃燒，這樣引發(fā)了社會非常廣泛的關(guān)注。作為鋰電池，這是汽車行業(yè)存在的廣泛共性。
另外一個方面，現(xiàn)在也是比較難以解決的問題，就是利用電動汽車和廢舊電池進(jìn)行儲能，我個人的觀點，可能在實際操作當(dāng)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(guān)注，一旦出事，會引起更大的問題。
氫能源其實主要集中在汽車領(lǐng)域，我們國家的汽車保有量非常高，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，我們面對空氣污染問題非常嚴(yán)峻。這跟我們國家能源結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，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。
前兩天我在大同，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。氫能對于整個產(chǎn)業(yè)的一次能源的轉(zhuǎn)型提供了一種思路，也就是我們可以把煤這樣一種固態(tài)燃料變成氫氣固態(tài)燃料，用在交通領(lǐng)域，會帶來很大好處。
因為煤轉(zhuǎn)化成氫氣過程中，不會有氮氧化物、硫氧化物排放到空氣當(dāng)中，對于我們改善空氣質(zhì)量是有非常大的幫助。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。
氫能產(chǎn)業(yè)真正引起關(guān)注的是我們在交通領(lǐng)域，即汽車領(lǐng)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(guān)注，而且已經(jīng)持續(xù)關(guān)注20、30年了。
對于我們國家來說，其實氫氣的產(chǎn)能是非常大的。我們國家到2018年氫氣的產(chǎn)能接近2000萬噸，但是我們這么多的氫氣去到哪里？基本上是作為我們工業(yè)過程用氣用掉了，工業(yè)合成氨、合成甲醇、石油煉化等于過程中用掉了。
山西是最大的焦炭生產(chǎn)的省份，生產(chǎn)焦炭的過程中也產(chǎn)生氫氣，也沒有完全用完，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。真正使用氫氣使用就是航天，利用氫能。但是氫氣整個使用環(huán)節(jié)當(dāng)中占的比例非常小。
氫能和燃料電池密不可分，把氫能作為燃料燒掉，也會產(chǎn)生氮氧化物的排放。但把它作為一個電化學(xué)的應(yīng)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。
燃料電池汽車是負(fù)污染
最近幾年為什么國內(nèi)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(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。這幾年國家清能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，這里要講一講氫能源汽車的好處。
氫能源發(fā)動機(jī)其實是具有電池的特點，也具有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的特點，比較了傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)，以及氫燃料發(fā)動機(jī)兩個系統(tǒng)的對比。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(nèi)燃燒推動活塞運(yùn)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)。
區(qū)別是核心的部分只是發(fā)動機(jī)。這個架構(gòu)上和我們汽車燃油發(fā)動機(jī)非常類似，但是它的原理跟電池一樣，是電化學(xué)的原理。通過這樣原理，電動汽車相比，它有非常多的優(yōu)勢。
與鋰電池車比較，能量密度高，每公斤可以到1KW以上，相對于燃油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，效率非常高，燃油效率可以到20—30%，燃料電池可達(dá)40—50%，能量使用效率上講有優(yōu)勢。
當(dāng)然燃料電池汽車最大的優(yōu)勢是清潔，它的使用環(huán)節(jié)是只產(chǎn)生水，叫做零污染，實際過程當(dāng)中是要使用空氣，空氣含有污染物，包括顆粒物，燃料電池要經(jīng)過化學(xué)工藝，經(jīng)過加濕，排出的空氣是非常清潔的。這個環(huán)節(jié)可以叫做負(fù)污染的使用。
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。回收環(huán)節(jié)里面主要是固態(tài)這樣的物料，不會產(chǎn)生有機(jī)物、揮發(fā)物這樣的污染，回收也簡單。
另外兩個優(yōu)勢，就是相對于鋰電池車而言，一個是它不改變用戶使用的習(xí)慣，我們加氣的時間，跟加油是相當(dāng)?shù)摹Ｕ＜託涓佑鸵粯樱貏e是駕乘體驗上也是，使用鋰電池車有里程焦慮，或者在北方到冬天不敢開空調(diào)，燃料電池車只是氫氣瓶當(dāng)中氫氣儲量有關(guān)系，沒有這樣一些顧慮，中間供暖是使用燃料電池。這些優(yōu)勢相對于鋰電池車而言，使用上是有一定的優(yōu)勢的。
面臨的問題
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。
這幾年，國家也在對氫燃料電池車的發(fā)展有相當(dāng)力度的扶持。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，但到目前為止還沒有一臺氫能源車拿到補(bǔ)貼。
目前氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要集中在幾個大的區(qū)域。珠三角、長三角、京津冀、華中地區(qū)，山西發(fā)展力度也非常大，西部地區(qū)也在關(guān)于這樣一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也取得了一些成績。
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(shè)，下游涉及氫燃料電池的發(fā)展。國字號的大企業(yè)紛紛加入到這個產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中，對這個產(chǎn)業(yè)鏈的推動力量非常大。
目前面臨的另一個難點是加氫站的網(wǎng)絡(luò)。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、云浮也存在這樣的問題。有些地方有車輛，已經(jīng)有布局了，但是加氫站不夠，上海加氫站只有三個，在廣州只有一個加氫站。在佛山和云浮有了加氫站，還沒有車輛布局，這樣商業(yè)模式就很難維持下去。好在中國加氫站發(fā)展非常快。
目前我國在建加氫站超過70座。這是非常好的現(xiàn)象，先把加氫站建起來，會帶來第二個問題，我們有加氫站布局了，車輛要相應(yīng)的進(jìn)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。這是2017、2018年氫能源車的數(shù)量，總體加起來跟我們上百萬輛鋰電池車相比還是小數(shù)。但是這樣一個趨勢也是非常迅猛的。
我們國家氫能源產(chǎn)業(yè)這兩年產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常快，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題，例如一個產(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，還需要驗證，壽命都需要驗證。
從整體發(fā)展來看，總體還是向好的。我們國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展市場，到2050年可以達(dá)到4萬億。這個產(chǎn)業(yè)面臨很多投資機(jī)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。這里也給出一些建議，對于不同的受眾群體，包括地方政府，希望大家不要盲目進(jìn)入，要有所規(guī)劃。(劉志祥教授，佛山（云浮）氫能產(chǎn)業(yè)與新材料發(fā)展研究院院長，廣東國鴻氫能科技有限公司副總經(jīng)理。本文為劉志祥教授在重新定義未來能源結(jié)構(gòu)會議上的演講。)
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