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以减少排放为初心,最终使用清洁能源制氢,才能实现氢产业的可持续发展。
○文/本刊记者 郑 丹
特斯拉发布第一款纯电动汽车Roadster后,曾面对电力来源仍是化石燃料的挑剔。通过收购太阳能面板公司SolarCity,特斯拉使自己的电动车实现了清洁能源发电。
这个问题同样抛给了氢。
十年前,朱棣文提问:氢的来源是什么?
十年后,中国工程院院士、国家能源专家委副主任杜祥琬院士指出:“发展氢能的初心是要减少碳排放和温室气体排放。是否符合初心,取决于用什么方式制氢。”
他指出,当前对于氢的许多提法,如“终极能源”是否合适可以探讨;发展氢燃料电池交通用能是最现实也是比较主要的方向。
终极能源?
中国石油石化:杜院士,您好!当前,关于氢有许多说法,比如“终极能源”“减碳加氢”。在您看来,氢是不是“终极能源”或者“基础能源”?
杜祥琬:我曾经和一些同志讨论过“终极能源”的问题。“终极能源”是什么呢?意思是人类最终依靠的能源,即人类使用的能源最终就靠氢能。但氢是二次能源,需要由一次能源产生。二次能源不可能成为“基础能源”,因为它需要靠其他的能源制造出来。可以说一次能源是氢能之母,离开一次能源,氢能就是无源之水、无根之木。
所以说,人类社会只依赖氢能,而没有可制氢的一次能源,与实际不符。一些媒体说氢是“终极能源”“基础能源”,这些说法是否合适,可以探讨。
中国石油石化:那么,人类社会的“终极能源”是什么?
杜祥琬:人类社会有没有“终极能源”呢?我的想法是真的有“终极能源”,而这个“终极能源”仍然离不开氢。但这个氢,不是现在我们讲的氢。
我们现在讲的氢是氢分子。真正的“终极能源”靠的氢是氢原子,即通过氢核聚变产生供人类生存和发展所需的能量,包括太阳内部的氢核聚变(太阳能)和地球上的氢核聚变。人们在研究氢核聚变,“人造太阳”研究一旦取得突破,人类未来的能源结构将发生巨大变化。
中国石油石化:在您看来,能源社会转型的进化史是不是呈现出“减碳加氢”的特点?
杜祥琬:对于整个能源转型的进化史就是“减碳加氢”的这个说法,我打了一个问号,我们需要思考这个问题。
能源的发展从煤到油、到气,似乎是减碳加氢。但能源转型一个非常重要的内容是从化石能源转向非化石能源发展,转向太阳能、风能等,这是减了碳。但减了碳,需要加氢吗?我看不一定,太阳能、风能可以直接发电,并不一定需要加氢。
氢能社会?
中国石油石化:日本把在2040年前发展成“氢经济社会”作为努力方向。您如何看待氢能社会?
杜祥琬:氢能社会,日本给了一个定义,指的以氢为主要能源的经济社会。如果一个社会是以氢为主的经济社会,那么,把它叫作氢能社会不过分。但是,有这样一个社会吗?氢本身不是一次能源,是二次能源,可能成为二次能源一个非常重要的部分。但会有一个不要一次能源的氢能社会吗?而且二次能源还有电、还有热,人类会有一个二次能源都用氢的社会吗?
当下,我们处在能源结构还是以化石能源为主,逐步转型为非化石能源为主的社会。未来,氢的大规模生产制作能够实现依靠非化石能源的话,不如把这样的社会称为“非化石能源社会”。这才是实在的、严谨的和科学的提法。
中国石油石化:在您看来,我国应如何发展氢能源产业?
杜祥琬:水力和地热资源丰富的冰岛是一个交通能源的氢能社会。冰岛全国的16座加氢站就能为所有车辆提供能源。目前,世界上还没有哪一个国家把冰岛的模式进行推广。欧洲也好,美国也好,日本也好,虽然氢能在发展,但并不像冰岛具有这样的条件。
氢的用途有很多种,发展氢燃料电池交通用能是最现实也是比较主要的方向。比起“氢能社会”,对我国来说,现阶段扎实做好“氢动力汽车革命”更加实际。所以,我国要扎扎实实做好燃料动力氢,因为将来交通能源转型要用到它。
发展氢能产业要达到明确的指标,要从客观上以一个产业发展的视角来衡量,如氢能产业发展到底减排了多少二氧化碳,用这个来衡量发展氢能源的战略目标是否实现、是否达到了规模化、对能源转型是否起到了重要作用。
可否持续?
中国石油石化:您提出发展氢能要不忘初心,为什么您认为这一点非常重要?
杜祥琬:发展氢能的初心是减少碳排放、温室气体排放。发展氢产业是否符合初衷,取决于用什么方式制氢。
现在,制氢的技术很多,需要分析、需要选择。虽然化石能源和非化石能源在技术上都可行,但更大规模的产氢应该立足于可再生能源制氢,这样才能做到全产业链从头到尾尽量没有排放。煤制氢不是不可行,但氢替代油作为燃料,烧了煤省了油,结果只是燃油车的排放转移。这样一个结果是不是符合我们的初心?所以,当前可以用化石燃料制一点氢,但最终要走向“绿氢”,就是可再生能源制氢。
氢能的可持续性将成为长远的经济性。所以,比起目前的经济性,我们更应关注氢产业长远发展的可持续性。只有大规模、足够便宜地使用可再生能源等非化石能源制氢,中国才能走上可持续用氢之路。
中国石油石化:在您看来,发展氢能产业有哪些值得借鉴和推广的典型?
杜祥琬:欧洲提出能源系统将由太阳能和风能等可再生能源来主导,由可再生能源产生的绿色氢能和绿色电力取代化石燃料。日本提出利用可再生能源电力制氢,采用的是P2G技术,这项技术当前被市场所看好。美国在能源部能效和可再生能源办公室下设燃料电池技术办公室,把氢和可再生能源一起进行管理。
我国的吉林白城利用太阳能和风能发电,用电解水制氢,并延伸至全产业链,全过程可实现零排放、零污染和可持续。河北省张家口也利用风、光资源优势低成本制氢,并发展以大巴车、物流车为主的氢燃料电池车。这两个例子,制氢的源头是风、光,做到了零排放、零污染,整个思路非常清晰,是值得肯定的。
责任编辑:石杏茹
znshixingru@163.com