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工信部原部长李毅中:灰氢不可取 蓝氢可以用 废氢再利用 绿氢是方向

2019-09-25 14:54 来源: 打印 扫码手机看

  目前对氢气的研究不够,自然界没有氢源,氢气是二次能源、二次制备。制氢是个老话题也是个新话题,氢气经过燃料电池转化为电,开辟了新动能、产生了新需求、也伴随着新问题,因此,需要认真的研究,科学的把握。

  2019年9月22日,由中国电动汽车百人会、国际氢能委员会和山东省工业和信息化厅共同主办“2019氢能产业发展创新峰会·济南”在山东大厦召开。峰会聚集国际专家及业内精英智慧,为产业界搭建国际化的交流平台,共同交流探讨产业在政策、技术、模式等方面的成功经验及创新探索。

  工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中出席大会并发表了题为《科学把握、合理选择制氢工艺路径》的主旨演讲。以下为发言内容:

  李毅中:我的发言主题是“如何以环保、经济、安全高效的方式来实现氢能供给”,包含两个问题,一是当今获得氢源的几种途径,二是如何评价不同制氢的路径。

  第一个是如何评价获得氢源的几种途径。氢能产业链包含制备、储运、加注、应用四个环节,后三个环节都取得了进展,工艺和设备自主可控,尽管还有很多关键技术尚待突破,但是取得了很大的进步,这些燃料电池已经开始产业化应用了。但是对氢气的研究不够,自然界没有氢源,氢气是二次能源、二次制备。制氢是个老话题也是个新话题,氢气经过燃料电池转化为电,开辟了新动能、产生了新需求、也伴随着新问题,因此,需要认真的研究,科学的把握。

  一般的说,制备氢气有几种途径。

  第一,化石能源制氢,包括了煤,天然气,石油,一般不是以氢气为最终产品,而是把它作为一个原料进一步生产化工产品,或者用于深加工来提高产品的质量和收入。煤炭工艺含氢很少,只有2%或者5%,以高分子形态存在。用煤制氢,主要是用生产水煤气的方式来产氢,同时又伴生了一氧化碳、二氧化碳。如果把氢作为目的产品,不可逾越的问题是二氧化碳怎么办,生产1公斤的氢,要伴生5.5公斤到11公斤的二氧化碳,作为温室的二氧化碳绝不允许大量排放。二氧化碳排放导致气侯变暖,这是全人类的灾难。现在二氧化碳的普及应用尚在实验中,并没有产生,期待科技攻关,因此可以说在当下的技术条件下,虽然化学能源制氢技术是成熟的,但是路径并不可取。至于用甲醇制氢,同样会伴生7倍的二氧化碳,而且甲醇是用煤制得来的,不能本末倒置。近日,世界能源理事会把这种伴有大量二氧化碳排放的氢称为“灰氢”,把二氧化碳通过捕集、埋存、利用,从而避免了大量排放的氢,称为“蓝氢”,显然灰氢是不可取的,灰变蓝才可以用。二氧化碳不能大量排放,要尽快攻关,二氧化碳捕捉、利用、封存,能够坚定产业化。

  第二个制氢的方式,是工业副产氢气的回收提纯利用,氢气是石油化工宝贵的资源,通过加氢处理,这些工艺可以提高产品的质量和收益。据我知道,石油化工行业,对于副产氢基本做到了能收尽收、能用尽用,即使有少量还不能回收的,也混入燃料气,作为燃料使用。从尾气中回收的氢气,是不是有较多的余量外用需要研究、协调、平衡。另外工业副产氢是焦炉气,副产焦炉气和煤焦炉气等等。焦炉气就是把煤里面含有的氢释放出来,不是水煤气产生的方式。焦炉气含氢60%,其余是甲烷,甲烷是第二个最利害的温室气体,第一是二氧化碳,不能放空。通过处理提纯到99.99%的氢纯度,因为有害杂质进入燃料电池就导致焦炭严重过剩。就煤焦化而言,储产品是焦炭,主要用于炼铁,大概1吨铁要0.4吨的焦炭,准确的讲0.34吨,去年全国的产量是9.3亿吨、焦炭4.4亿吨,这4.4亿吨焦炭主要是给钢铁行业用的。如果把焦炉气作为主产品,盲目的扩大能力,就会造成焦炭的严重过剩,炼焦本身就是高污染,要防止产能过剩。

  第三,电解水制氢,洁净“绿氢”是方向。需要研究的问题,一是耗电过高,要大量的减少电氢水的耗电,提高制氢的效力。二是生产清洁电源,要用风电、用水电、用清洁能源去电解水,如果用火电去电解水就没有意义了,建分布式电网,火电不能混入。三是利用弃水、弃风、弃光,三个电量是可能的。减少三弃可以摊薄总发电企业,这需要政策,对发电企业来讲,三弃少了,总成本就降低了。是不是能把所谓三弃的电很便宜的给予电解水?电解水企业也要核算。

  综上所述,希翼业界在治理燃料电池攻关的同时也要关注氢气的来源,寻求环保经济可靠的氢气的制备途径。至于其他方式制氢,比如核能制氢、太阳能制氢、生物制氢,这些还在实验室研究之中,真正成功产业化,恐怕还有很长的时间。氢气的制备,要与储存、运输、加注、运用协同,产业链要协调发展,落实了氢源,才能使整个产业链成为有源之水,有本之木。反过来,氢源不落实,那就是无源之水,无本之木。

  第二个问题,制氢的选择要保证安全性、能效性。

  制氢路径在工艺成熟可靠的基础上,要科学把握它的特殊要求,环保性前面已经说了,“灰氢”不可取,蓝氢可以用,废氢可回收,绿氢是方向。对于经济评价、安全评价、能效评价,也应该高度关注。经济评价包括了购车、能耗、维修养护等多方面,我今天就谈谈制氢的能耗评价。对于已有的各种制氢工艺技术的成本,有不同的数据,我也看到很多各种不同的制氢路线的成本,总的看是估低了。每公斤氢气的生产成本,在合理的原材料价格和电价的前提下,要合理的选取。煤制氢一公斤是10块钱,天然气、石脑油、重油、甲醇制氢每公斤是17元,副产氢回收21元,电解水30元。

  在成本价的基础之上,要注意几点:一是计算氢气的完全生产成本,应该包括折旧,税金,人工费,以及各项费率,比如财务费用、销售费用、管理费用,还有制氢厂的合理利润,从而形成经济的出厂价。二是计算氢气的储存,运输和加注的成本,加氢站和制氢厂有距离,运输、储存、加注也需要成本,也需要税费,也要一定的利润,从而形成燃料电池车用氢的零售价。用这个完整的市场价,与汽油的市场零售价,与相应电价加充电站的费用相比才公平合理。我看到一些论文,用氢的成本价和汽油的零售价去比较,这个不公平也不合理,现在汽油的零售价中40%是税,直接用氢的成本价和汽油的含税零售价比是不合理的。因此要提出相应的政策支撑和要求,国家应该减税、免税、应该给补贴,这是合理的,也是合情的,实际上也应该这样做。大家相信,随着制氢工艺设备的改进和完善,氢气会有较大的降价空间,已显示其有竞争力的经济性。还有比如现在有使用小型电解水制氢的装置,与加氢、加注的设备合一,加氢站自己有个小的电解水制氢的装置就可以减少储存运输的成本,氢的价格就可以低一点。

  用氢的安全、保障,不能不是社会关注的热点第一。采用安全可靠的技术装备,可以提供制氢、储运、加注和用氢全产业链的安全保障,这一点不能质疑。大家现在的技术和装备是可靠的,能保证氢产业链各个环节的安全,今后会更安全。但这并不意味着可以改变氢气的自燃属性,氢气易挥发,其爆炸期限很宽,4%到75.6%,仅次于乙炔。大家可以用技术装备保障它的安全,但是不能替代使用安全,大家不能改变氢的自燃属性。我呼吁,在氢气的全产业链中,都要把安全放在首位。

  至于用氢的效能,一是要考虑制氢的效率。所产氢气的单位热值作为分子,制氢过程中单位能耗作为分母,这两个的比现在的水平大概是60%,这太低了,要提高制氢的效率。二是希望提升氢气用在乘用车上的能效性,乘用车百公里耗氢1kg,电解水制氢1kg耗电56KWh,而电动乘用车百公里耗电15 KWh-20KWh,一对比就明显看出现在的水平还很不够。燃料电池乘用车的性能要进一步提升,使百公里耗氢有较大的下降,同时大力减少电解水的耗电,这样才能显示较好的能效性。

  积极发展节能与新能源汽车是必然的趋势。我国2012年经科技部和工信部组织业界讨论,确定了新能源汽车的技术路线,制定了节能新能源汽车的规划。新能源汽车包括了纯电动车、混合球赛下注汽车、以及燃料电池汽车,电动车的产量、保有量中国都占全球一半,电池电机电控都接近或者达到了国际的水平,充电桩建设也相应加快了,已经由培育期进入了成长期,电动车业界的努力现在很不错了,但是还有很多问题没解决,要加快技术创新,要坚持不懈努力,推动燃油车的替代。燃料电池车的研发、研制也取得了进展,它适应用客车、货车,有特定的应用场景,更显它的优势。比如它的工艺制造、续航能力、充气时间短、低温起动性好等,可以成为新能源汽车大家族中的重要成员,有良好的发展前景,但是需要全盘考虑、缜密规划、攻坚克难、有序发展。科技决定未来的能源,氢能源的科技攻关还要加大力度。新能源车、电动车、还有燃料电池车,要梯级发展,防止顾此失彼,要靠科技开发,加快研发研制和产业化。谢谢大家!


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