突出氢能产业优势 助力实现“双碳”目标

2023-6-8 11:13 来源: 中国能源网 |作者: 许国

鲁迅说:世上本没有路。走的人多了,也便成了路。这句话运用在产业推动实践中,应该反过来思考:世上本有路,走的人多了,也便没有了路。这要求我们对产业发展的趋势要有“精准判断”,一定要避免产业过热,导致“低水平重复”。

在佛山这一轮氢能产业“领先一步”带动下,我国目前已有超过60个城市(含省内地市)将氢能产业纳入十四五规划,各地累计发布氢能政策指导文件超过150项。有1/3的中央企业进入氢能领域展开布局,2020年我国将氢能纳入《能源法》(征求意见稿);2021年财政部、工信部等五部委专门发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》;2022年国家发布《中国氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》,中国氢能产业正呈“燎原”之势!

在全世界,新一轮氢能产业的高潮已经到来。全球尤其是西方发达国家罕见一致将氢能列入未来终极能源的核心方向,在推进以氢能为核心的新能源革命方向广泛达成了共识,有32个以上国家和地区出台了国家级氢能产业发展战略。现在可以说是全球“氢”风拂面。

其实,佛山对氢能产业发展还有一个最重要的精准判断,就是氢能是人类历史上第五次重大“认知唤醒”。

为什么说氢能是人类历史上第五次重大的认知唤醒呢?

第一,肯定与石油称之为“工业的血液”,主宰了200多年来人类世界的化石能源历史有关。犹如石油的命名者宋代沈括所说,“此物后必大行于世,自余始为之”。自人类发现石油的能源用途之后,石油与我们社会生活发生了广泛的联系。

化工业产品已深入人类社会生活的方方面面,石油确实主宰了人类社会的角角落落,而且石油指数与世界利益格局具有紧密相关的效应,石化能源时代石油非常“强势”,大至国家,小至个人,石油绝对“一统天下”,基辛格甚至说“谁控制了石油,谁就控制了所有的国家”。

第二,氢能对当代石油主宰石化能源时代具有完全的“颠覆性”意义。从目前世界各国对氢能的研究和应用的成果来看,氢能的颠覆性至少体现在四个方面:

一是基于其功率的高效性和储能的优越性可带来对传统石化能源的颠覆;二是基于其零排放的特性可带来对传统生态环保及修复的颠覆;三是基于其广泛的生物学特性可带来对传统农业的颠覆;四是基于其确定的人体抗氧化还原性可带来对传统健康医学的颠覆。

最近西安交大动力工程多相流国家重点实验室首席科学家郭烈锦院士发表了一个重要观点:我们对氢的认识还不够深入、全面,将氢能的作用严重低估了!按照目前世界各国氢能及其材料技术的发展水平,可以得出这样一个结论:抛开氢能谈减碳,纯粹就是“耍流氓”。

近年统计全球产业结构中,碳排放占比最多的是发电领域,占比40%左右;其次是交通,占比22%左右;第三是工业,约占19%左右;建筑行业也不少,占9%左右。从碳减排角度衡量,目前全球氢能汽车布局最先全面展开,最大的竞争集中在战略性关键核心技术的研发和产业化。氢能产业链的布局重点已经转到氢气的制备及其储运,尤其是绿氢的制备及储运。目前燃料电池企业布局电解水制氢已成热点。工业级质子膜制氢技术的竞争尤为关键。

最新的亮点应该是以日本为引领的氢氨内燃机技术在发电领域的研发及其推广使用,这是发电领域燃烧“零碳”排放开始;我国氢冶金正“开题”;佛山引入氢能技术开始对传统陶瓷产业窑炉进行“低碳排放”改造,这些都是很重要的开端。

当然我们更期待固体氧化物燃料电池技术的更快突破,带来人类“新能源分布式发电+智能电网”时代到来。佛山南海丹灶丹青苑去年率先引进日韩技术,建设智慧能源示范社区,组织394户住户安装分布式天然气燃料电池热电联产系统,取得碳排放降低50%,能源费用降低40%的效果。这是中国目前最大范围的“氢进万家”活动示范,是对传统化石能源“颠覆”的重要阶段性突破。

美国在2018年已将先进能源技术列为禁止对外提供和输出的关键技术。这印证了七年前我们的预判,意味着先进的氢能技术将等同电子芯片一样,成为大国竞争阶段关键的“杀手锏”。

第三,相对于石油的“稀缺”,氢气是最小的气体分子,具有极强的穿透性和扩散性,无色、无味、无毒,对人体无任何副作用,这些固有特性为人类与氢气发生紧密关系带来无限的想象空间。氢气,无处不在,更几乎无所不能。人,没有氧活不了;没有氢活不好!一个“好”字,喻示着氢气能为人类未来创造更加美好的生活!

意大利物理学家塞萨尔·马切蒂研究提出:新能源需要40至50年才能从1%份额增加到10%份额,由此社会需要建立一个学习系统,全社会需要时间去接受和推广。研究预测人类到2050年才有15%的乘用车,50%的柴油车,总计18%的车辆被氢燃料电池取代。笔者认为这个观点太过保守。最主要的理由是,我们对氢气固有特性的把握尤其作用预判不够;对当代氢能技术的飞速发展水平把握不够。

氢能产业发展肯定与氢能技术突飞猛进呈正相关效应,商业化爆发时间肯定不会太长。市场化机制肯定会加快氢能技术“神秘面纱”揭破,肯定会带来氢能产业的“低门槛化”和“平民化”特征涌现,肯定会带来氢能应用领域的“重心下移”:最“大放光芒”的将在农业领域,氢能会“无所不能”;最“大放异彩”地将在氢健康医学领域,氢能会“无坚不摧”;最“大开大合”地将体现在碳氢资本交易市场,氢能会“无往不胜”。

以往放羊式“散养”模式和养畜式“圈养”模式,都不是人类氢能产业发展的未来。氢能会推动人类社会出现一个个基于实现零碳排放目标的闭环生态圈;“独行快,众行远”,人类尤其呼唤氢能产业“共同价值”的出现。

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