法國能源、核電政策咨詢顧問Mycle Schneider
中國核能行業(yè)協(xié)會專家委員會副主任徐玉明
銀環(huán)控股集團有限公司董事長莊建新
中國儲能網(wǎng)訊：要破解支持經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和保護全球環(huán)境的雙重難題，氫能或許可以給出正確答案。
在日前召開的2017國際清潔能源論壇（澳門）上，氫能被列為主要議題之一。眾多國際知名的氫能專家學者和機構(gòu)，就氫能利用的現(xiàn)狀與前景進行了充分討論。氫能在推進能源生產(chǎn)和消費革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系過程中將有何作用？未來氫能將如何發(fā)展？且聽與會專家解讀。
氫能有多厲害
“我今年80歲，如果能活到85歲，估計就會看到中國氫能產(chǎn)業(yè)鏈的形成?！?國際清潔能源論壇（澳門）常務(wù)副理事長、三峽集團原副總經(jīng)理袁國林在論壇期間高聲表達了對氫能的信心。
“21世紀將是氫能世紀，人類將告別化石能源而進入氫能經(jīng)濟時代?！鼻迦A大學教授、國際氫能協(xié)會（IAHE）副主席毛宗強也對氫能信心滿滿。
“21世紀的終極能源必將是氫能。未來的氫能必將是可持續(xù)發(fā)展能源的核心，將成為支持世界經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵能源?！甭?lián)合國開發(fā)計劃署能源環(huán)境處項目主任張衛(wèi)東同樣看好氫能前景。
氫能到底有多厲害，被寄予如此厚望？
氫是宇宙中最豐富的元素，地球表面沒有現(xiàn)成的氫氣，氫主要以化合物的形式存在，水是最重要的氫的化合物，而水又是世界上最廣泛的物質(zhì)。當氫轉(zhuǎn)化為無污染、零排放的可再生能源后，人類不必像爭奪分布不均的石油那樣發(fā)動戰(zhàn)爭，因此氫被譽為“和平能源”。
毛宗強告訴記者，除了資源豐富，氫燃燒產(chǎn)生的熱量也很大，是汽油發(fā)熱值的3倍，是除核燃料之外所有化石燃料、化工燃料和生物質(zhì)燃料中最高的。
更重要的是，從整個生命周期來看，與其他燃料相比，氫能也最清潔，氫燃料電池發(fā)電只產(chǎn)生清潔的水，而水又可以循環(huán)使用再產(chǎn)生氫，可以實現(xiàn)零排放。
另外，氫不僅可以發(fā)電、供熱，還可以作為交通能源，用途十分廣泛。
把握趨勢，順勢而為。我國在2016年8月8日發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確指出要發(fā)展氫能燃料電池技術(shù)。目前，我國已成為世界第一大產(chǎn)氫國。2015年我國產(chǎn)氫量超過了2200萬噸，占世界總產(chǎn)氫量的34%。
毛宗強預計，2020至2025年，我國氫能商業(yè)化將初見端倪。十年之內(nèi)，中國肯定會成為世界上最大的燃料電池市場。
前景很好，但尚處于發(fā)展初期的氫能也存在不少需要克服的障礙。
氫能還要邁過哪些檻？
氫能的整個產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋制氫、儲存、運輸和利用等環(huán)節(jié)。中國地質(zhì)大學（武漢）材料與化學學院、可持續(xù)能源實驗室主任程寒松認為，我國的制氫技術(shù)越來越成熟，可以大規(guī)模制氫。氫燃料電池的技術(shù)越來越成熟，市場規(guī)模也越來越大，燃料電池汽車已進入市場，有些汽車已使用超過3萬小時，技術(shù)也相對成熟。
程寒松指出，當前真正制約氫能經(jīng)濟大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸實際上在儲氫環(huán)節(jié)。氫很難在常溫常壓條件下儲存，并在泄漏后有爆炸的危險。若能突破儲存技術(shù)問題，氫便可以被廣泛用于各種動力設(shè)備。
在論壇上，程寒松介紹了他帶領(lǐng)的團隊利用不飽和芳香化合物催化加氫的方法，實現(xiàn)了氫能液態(tài)常溫常壓運輸。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)高壓運輸高成本、高風險的弊病，還使得氫能在添加催化劑釋放后即可使用。
技術(shù)上不斷突破，政策上也需要不斷完善。毛宗強指出，雖然氫能發(fā)展最終要依靠市場的力量，但還離不開政府的扶持，政策的支持最為重要。
據(jù)美國能源部氫能燃料電池項目與技術(shù)辦公室主任Sunita Satyapal女士介紹， 她所在的部門管理著全美國的氫能與燃料電池的研究與發(fā)展，管理氫能的正式官員有近30人，職責細化到有專人負責氫能生產(chǎn)、儲運、氫燃料電池、氫安全、氫標準制定等，還有專人負責與美國國防部、交通部及各州、氫能企業(yè)之間的協(xié)調(diào)溝通。
相比之下，我國沒有明確部門管理氫能也沒有專門責任人負責氫能，國內(nèi)對氫能項目的資助渠道雖多，但“九龍治水”，難言效率。所以，毛宗強建議，我國應(yīng)該成立跨部門的氫能項目主管機構(gòu)，統(tǒng)一規(guī)劃全國的氫能項目。
在終端應(yīng)用環(huán)節(jié)，加氫站的數(shù)量少也是制約氫燃料在交通領(lǐng)域推廣的主要因素。到目前為止，我國只有不到10個加氫站。而悖論如下：如果加氫不方便，人們就不愿意購買氫能汽車，如果沒有客戶，資本也就不愿意進入加氫站建設(shè)環(huán)節(jié)。
好在一些企業(yè)已提前布局加氫站建設(shè)環(huán)節(jié)。北京雪人華氫新能源技術(shù)有限公司總經(jīng)理毛志明介紹，很多企業(yè)比如中海油、中石化，都將在廣東進行加氫站選址，而且新的加氫站將會同加油站合建在一起，這樣可以節(jié)省土地，且便于推行。
在氫燃料交通工具方面，我國發(fā)展比較迅速?？萍疾坎块L萬剛曾表示，國家發(fā)展氫燃料電池可用“頂天立地”和“鋪天蓋地”來形容。“頂天立地”是要求氫能燃料電池技術(shù)要過硬、能夠站得住?！颁佁焐w地”是指燃料電池發(fā)展勢頭兇猛，可應(yīng)用領(lǐng)域較寬，在交通領(lǐng)域，不僅限于燃料電池公共汽車、燃料電池汽車，甚至燃料電池輕軌火車都要發(fā)展。實際上，我國已開通了兩條氫燃料電池公共汽車線路，一條在廣州，一條在佛山，每條線都有12輛車。我國也制造出了世界首臺燃料電池輕軌火車。
氫能的推廣和使用是一個漫長的過程。專家建議，無論是技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟建設(shè)還是在公眾認知教育方面，氫能都需要繼續(xù)加強。
精彩發(fā)言
法國能源、核電政策咨詢顧問Mycle Schneider：
核能正處于新的發(fā)展周期
過去15年，中國占據(jù)了世界核能發(fā)展的主導地位，如果把中國從世界核能版圖拿出來，過去25年全球核能發(fā)展的變化基本不大。2016年，世界核能發(fā)電量增長了1.4%左右，完全是因為中國的增量。所以，中國拉動了核能發(fā)電量上升。而且，中國目前有19臺機組在建，也是新的增量。
核能發(fā)電方面，美國排名第一，法國排第二，二者生產(chǎn)了全球核能發(fā)電量的一半，中國現(xiàn)在排第三。但核能發(fā)電的占比，中國的比例不高，排名不是很靠前。過去10年，中國在新建機組方面引領(lǐng)了世界。但令人不解的是，2017年沒有新核準開工的數(shù)據(jù)，而且，從2010年開始，新建機組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，這一點非常值得關(guān)注。
此外，核電還面臨經(jīng)濟性壓力，后續(xù)發(fā)展遇到了瓶頸。
眾所周知，目前一些國際核能公司因為核電項目的問題，陷入了巨大的財務(wù)危機，而且核電本身也遇到了挑戰(zhàn)。在美國，2015年的平均運營成本是每度電35美元，核電遇到了非常尷尬的局面，即運營成本太高。在中國，盡管核電裝機很多，但事實是風能的發(fā)電量已經(jīng)超過了核電。歐洲亦如此，與前幾年相比，歐盟目前的核能新增電量是負數(shù)。在印度，核能和風能開始不斷競爭，2016年風能明顯占據(jù)上風。
全球范圍內(nèi)來看，不論是從財務(wù)上，還是從經(jīng)濟上、運營上，核能都面臨著非常大的問題，新項目的更新率不足以使核電變得可持續(xù)，所以核電現(xiàn)在正在一個新的發(fā)展周期，想要有額外新增電量，就必須要有新開工量，但新建機組非常不足。其次，這個行業(yè)面臨經(jīng)濟性困擾 ，致使能源公司致力于節(jié)約成本，可能導致在安全方面的投入減少，這必須引起重視。
中國核能行業(yè)協(xié)會專家委員會副主任徐玉明：
中國核電產(chǎn)業(yè)處在窗口期
核能是當前唯一可以大規(guī)模代替煤炭、為電網(wǎng)提供穩(wěn)定可靠電力的能源，核電是中國綠色低碳能源體系建設(shè)不可或缺的重要組成部分。目前，中國核電的發(fā)電量占比為3.56%，這說明還有足夠的發(fā)展空間，核電發(fā)展有個窗口期。
業(yè)內(nèi)預期，2030年中國核電裝機容量可達100至120 GW ，核電發(fā)電量占比達到 8%左右。2040年以后，核電裝機容量將達到150 GW ，發(fā)電量占比接近目前的世界平均值11%，中國核電發(fā)展還有非常好的遠景。
但遠景實現(xiàn)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括核電安全的挑戰(zhàn)、核電經(jīng)濟性的挑戰(zhàn)，核電技術(shù)自主創(chuàng)新的挑戰(zhàn)，公眾對核電接受度的挑戰(zhàn)。
中國核電機型選擇、廠址條件論證等方面采用了國際最先進標準，盡最大可能排除各種風險和隱患，不存在發(fā)生前蘇聯(lián)切爾諾貝利和日本福島那樣極端事故的條件，總體而言安全風險可控，可以實現(xiàn)實際消除放射性大規(guī)模釋放的目標。同時，采取了很多措施和大量實驗，防止或緩解引發(fā)事故以后產(chǎn)生的問題。需要不斷改進和提高設(shè)備可靠性，特別是提高關(guān)鍵崗位人員核安全文化素質(zhì)，加強政府部門的核安全監(jiān)管。
另外，國內(nèi)在建的第三代核電普遍出現(xiàn)了工期延誤、建造成本增加的問題，電力工業(yè)新常態(tài)下競價上網(wǎng)、限制上網(wǎng)電量等措施降低了核電設(shè)備利用小時數(shù)，可再生能源成本下降以及氫能、儲能等新技術(shù)開發(fā)利也給核電市場競爭及規(guī)模發(fā)展帶來壓力。同時，核電的自主創(chuàng)新目前還存在一些技術(shù)短板和薄弱環(huán)節(jié)，公眾接受度已經(jīng)成為核電可持續(xù)發(fā)展的一個重要指標。
面對這樣的形勢，中國核電堅持兩個不動搖非常重要：第一，發(fā)展核電的信心和決心不動搖。第二，安全高效發(fā)展核電的方針不動搖。中國核電產(chǎn)業(yè)目前還處在一個窗口期，核電產(chǎn)業(yè)進入新時代的最主要特點就是，技術(shù)創(chuàng)新由“消化吸收為主”轉(zhuǎn)向“自主創(chuàng)新為主”，由“跟跑”向“領(lǐng)跑”邁進，逐步走向世界核電技術(shù)高峰。
銀環(huán)控股集團有限公司董事長莊建新：
軍民融合利好核電裝備制造
2017年9月，十九大通過黨章修改，將軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略寫入新黨章。在此背景下，核電作為國之重器，成為實施軍民融合國家戰(zhàn)略的重要聚焦點。
核電是唯一可大規(guī)模工業(yè)化的清潔能源，而且是“一帶一路”走出去的先行力量，更為海洋強國提供了動力，是保障國家戰(zhàn)略安全的重要力量。核電同時牽引和帶動了裝備制造業(yè)和先進裝備技術(shù)發(fā)展。
從1991年開始，經(jīng)過幾次改制，寶銀特種鋼管有限公司目前共有14條具有國際先進水平的生產(chǎn)線。2009年7月，寶銀公司、中廣核及東方重機簽訂防城港核電1號機組蒸發(fā)器換熱管國產(chǎn)化合同。2010年12月，首批產(chǎn)品下線發(fā)運。此外，還向CAP1400重大專項、高溫氣冷堆和快堆提供管材產(chǎn)品。
裝備制造業(yè)是一個國家實力的關(guān)鍵體現(xiàn)，而航母編隊全核化又是全球戰(zhàn)略裝備發(fā)展的必然趨勢。作為核動力系統(tǒng)的“心臟主動脈”，蒸汽發(fā)生器傳熱管的研發(fā)制造長期受制于人。2010年，寶銀特鋼實現(xiàn)了民用核電690TT傳熱管的首次國產(chǎn)化，突破了核電管材的重大瓶頸，打破了國外長達50年的技術(shù)壟斷和封鎖。690TT傳熱管已成功應(yīng)用于防城港核電1號機組。
中國目前具備了核電裝備制造能力，通過自主創(chuàng)新、自主研發(fā)，通過軍民融合，蒸汽發(fā)生器傳熱管從民用領(lǐng)域延伸至軍用領(lǐng)域。目前，寶銀特鋼的產(chǎn)品實現(xiàn)了在大型運載飛機、大運載火箭、核動力潛艇上的應(yīng)用。690管材的技術(shù)應(yīng)該說是領(lǐng)先世界水平。而隨著我國海洋核動力平臺建設(shè)的推進，小型反應(yīng)堆將成為軍民融合的重中之重。
軍民融合是國家戰(zhàn)略，核技術(shù)應(yīng)用是軍民融合深度發(fā)展的重要組成部分。寶銀公司作為軍民融合的排頭兵，積極承擔“核電強國、科技興軍”的歷史使命，始終堅持自主創(chuàng)新，實現(xiàn)國際領(lǐng)先，用新發(fā)展為新時代的國防建設(shè)作出新貢獻。
知識鏈接
我國支持氫能發(fā)展的主要政策文件
《中國制造2025》
規(guī)劃了燃料電池車輛及制氫、加氫等配套設(shè)施的發(fā)展目標：到2020年，燃料電池堆壽命達到5000小時，整車耐久性到達15萬公里，生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進行示范運行；到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，燃料電池汽車實現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運行。
《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃
（2016--2030年）》
規(guī)劃了能源技術(shù)革命重點創(chuàng)新路線圖，部署了15項具體任務(wù)，“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”位列其中，標志著氫能已經(jīng)納入我國能源戰(zhàn)略。
《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》
提出開展氫能技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)、部件、裝備、材料和平臺的研究要求，要將開發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)作為發(fā)展引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆技術(shù)之一加以規(guī)劃，布局新興產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)研發(fā)，贏得競爭優(yōu)勢。
國外氫能發(fā)展現(xiàn)狀
▲美國目前約有1800輛氫燃料電池車，其中約有330輛注冊在加利福尼亞州，這些車中大多為公交車、叉車。目前美國約有55座加氫站在運行中，其中約30座為民用，幾乎全部位于加州。美國在建的加氫站約為60座。
▲德國目前已建造33座加氫站，對外開放23座。德國計劃到2030年建成300座加氫站。到2017年2月底，德國有481輛氫燃料電池車。
▲日本產(chǎn)經(jīng)省是日本氫和燃料電池技術(shù)的主管單位。日本大力支持氫和燃料電池發(fā)展。2017年初，日本首相安倍晉三表示，氫能源是能源安全的王牌和緩解全球變暖的措施。
日本的家庭用燃料電池熱電聯(lián)供固定電站已于2009年正式商業(yè)化，已安裝了19萬多臺。在推進燃料電池汽車方面，豐田、本田等公司都宣布實現(xiàn)商業(yè)化。到2017年3月，日本有1800輛氫燃料電池轎車和兩輛氫燃料電池大巴在路上運行，有92座加氫站，其中90座對公眾開放。
▲韓國要求到2030年出售的新車中要有10%為氫燃料電池車。按此比例，估計到2030年，韓國將會有18萬輛氫燃料電池轎車。
韓國計劃到2020年有1萬輛氫燃料電池轎車上路。目前，韓國共有加氫站11座，計劃到2020年達到100座。
（參考文獻：《國際氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》）
氫能利用小史
①大約在16世紀時，瑞士煉金術(shù)士發(fā)現(xiàn)了氫，最初氫被描述為“鐵溶解在硫酸中而產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)”。
②1783年，一個名為 A. L. Lavoisier的人將這種可燃燒的氣體命名為“氫”。
③1783年，法國物理學家雅克·查爾斯發(fā)明了第一個氫氣球。
④在美國，航空航天局（NASA）是氫的最大用戶。從上世紀50年代開始，NASA就將液體氫作為燃料來推動火箭?，F(xiàn)在氫已成為火箭領(lǐng)域的常用燃料。
