天然氣科技新進展
      天然氣科技新進展
      張玉卓做客央視《對話》暢談氫能發展
      來源: 發布日期:2021-06-10 瀏覽:303
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        氫能產業到底有何前景?氫能之熱背后還有哪些挑戰?4月17日,央視財經頻道CCTV-2播出《對話》特別節目——《碳中和倒計時:氫能之熱》。

        主持人(陳偉鴻):在這一年多時間中,全球很多國家和地區,紛紛出臺鼓勵氫能產業發展的政策。對中國來說,氫能同樣備受關注,不僅寫進了“十四五”發展規劃,而且正在以它全新的發展態勢引起各個領域的關注。

        前幾天,光伏企業隆基股份宣布要進軍氫能產業,引發媒體高度關注。更早之前,中國石化宣布要打造中國第一的氫能產業集團,這也是引起業內震動的大消息。今天的節目現場,我們請到了中國石化集團的董事長。

        中國石化實現碳中和的底氣是什么?

        主持人:很多人非常熟悉您以前的一個職務,是神華集團董事長。無論是神華的煤或是中國石化的石油,都是碳中和需要直接面對的能源載體。我特別想知道,您是信心滿滿還是壓力山大?

        張玉卓:有壓力,也很有信心?;茉垂揪陀刑?。碳減排、碳中和,對化石能源公司確實是一個巨大挑戰。但是作為有社會責任感的、考慮長久可持續發展的公司,必須要把碳減排,乃至實現碳中和作為一個目標。

        主持人:中國石化提出到2050年,也就是提前10年實現碳中和目標。你們的底氣來自哪里?

        張玉卓:中國石化是全球最大的工業企業,也是我們國家最大的工業企業。我們梳理了100多個企業的碳排放底數,對今后每一個領域如何減排及減排時間表都做了認真深入研究。再加上中國石化技術體系比較完備,已經對全產業鏈的上游、中游、下游如何減排都進行了系統安排。我們對2050年實現碳中和充滿信心。

        主持人:我們在這份信心和底氣中感受到了企業家的責任、擔當和情懷。同時,您作為中國工程院院士,站在院士的角度,更需要認真看待每件事情的科學性和規律性。在實現碳中和目標這個問題上,您會如何平衡自己的兩種角色?

        張玉卓:碳中和本身是科學問題,也是實踐問題,必須要把握規律。5年前,我在中國工程院能源學部主持了一個研究課題,題目是《碳約束條件下我國能源結構優化戰略研究》,動員幾十位院士、專家進行了長達兩年多的研究。這個研究使我們較好把握了碳減排的規律和我們國家能源結構優化的規律。我們掌握了在二氧化碳約束條件下,用什么樣的能源結構、能源組合,會使我們國家能源的社會總成本降到最低。

        主持人:當時有沒有提出一個具體的時間表、路線圖?

        張玉卓:還沒有到2060年這樣一個跨度。當時已經注意到,歐洲一些公司已經提出“2050年能不能實現碳中和”這個問題,我們也對這個時間跨度進行了一些研究。我們認為在一些領域,隨著技術的進步和新能源、可再生能源成本的降低,實現這個目標是有可能的。

        打造第一氫能企業的底氣又是什么?

        主持人:伴隨碳中和成為全球關注的特別具有熱度的話題,走什么樣的路來實現碳中和的目標,是大家共同思考的一個問題。氫能被認為是全世界最干凈、最清潔的能源之一,中國石化如今已大踏步進入氫能領域,而且向世界發出自己的心聲:在“十四五”期間,要打造成中國第一大氫能企業集團。這背后又是什么樣的底氣?

        張玉卓:首先,中國石化現在的制氫規模是國內最大的,一年的氫氣產量是350萬噸,占全國14%,但都是作為原料進行化工生產。

        另一方面,中國石化在氫的運輸、儲存、加注、使用等環節,都有堅實的基礎。比如,在氫氣運輸方面,已經有3條運輸管線運行多年。對于氫氣運輸的規律、成本和安全都有比較好的把握。

        中國石化加氫站布局已經全面展開,現在有10座正在運行。我們的目標是,今年要建成運行100座加氫站,“十四五”期間要建成1000座?,F在,全世界只有500多座加氫站,我們國家正在運行的加氫站有100多座。我們的目標是對氫能全產業鏈進行系統布局。最重要的是,讓大家加氫像加油一樣方便。

        主持人:您說到“加氫像加油一樣方便”,我們就想到遍布各地的中國石化加油站,據不完全統計有3萬多座。在“十四五”期間繼續布局1000多家加氫站,會不會被人認為是左右手互搏,會不會自己搶了自己的飯碗?

        張玉卓:很多同事也關心這個問題。但是從能源發展趨勢來看,今后我們的能源終端可能既包括有碳的能源,也包括電、氫、熱。今后中國石化加油站不僅加油,可能是油、氣、氫、電加上綜合服務,(綜合服務)我們叫非油品服務?,F在的加油站將來就是綜合服務站,甚至充電和換電池都可以在中國石化綜合服務站一站解決。

        氫能熱的背后到底有怎樣的前景?

        主持人:在實現碳中和目標過程中,很多原有的業態會悄然發生改變。今天我們聚焦的關鍵詞是氫能。氫能到底有多重要,氫能對碳中和而言,又會起到什么樣的作用?今天我們還請到了另外3家企業的負責人。在他們眼中,氫能產業有哪些與眾不同的前景?

        李振國(隆基股份總裁):在碳中和的道路上,氫能是不可或缺的二次能源形式。就今天而言,咱們國家的碳排放42%來自于電力系統,剩下的碳排放來自于能源化工、冶煉、交通運輸及老百姓日常生活。必須引進氫能,才能真正做到脫碳。國內總體上有2500萬噸氫,但96%是灰氫。我們通過光伏綠電把它轉換成綠氫,把氫的屬性特別是碳屬性改變,這就是未來隆基股份跟氫的關系。

        張傳衛(明陽集團董事長):今天我想講的是氫從海上來。從海上風電到海水制氫,生產制氫的主戰場在海上,消納的主市場在沿海城市。中國14個沿海省份、56個地級市,經濟總量占我們國家60%(以上),人口超過60%,能源的70%是對外依存的,所以要從海上來。這是目前為止,中國解決過去經濟在沿海、能源在西部、遠距離輸送的一個歷史性問題。過去,從海上來的都是購買的油和氣,現在從海上來的是離岸100公里的海上風電,海水制的氫實際上岸都進入負荷中心,電和氫同時進入加氫站、充電站,而且是非常廉價的綠氫。

        主持人:接下來的這位是從傳統能源領域成功轉型,進入新能源領域的代表。

        李連榮(國家電投集團氫能科技發展有限公司董事長、黨委書記):中國能源行業有3個大問題,一是能源體系碳排放比較高;二是部分能源,石油、天然氣進口依存度比較大;三是國內豐富的光伏和風電屬于間歇性的能源,由于電網消納困難,不能上網。而氫能是解決中國能源問題的一把鑰匙。

        我們通過氫能的開發,能夠釋放光伏和風電這些間歇性能源,做化石能源的替代,減少進口依存量。同時,氫能作為新型的終端能源,跟電能夠構成一個很好的互補體系,解決能源的供應問題。

        基于此,我們把發展氫能作為國家電投集團戰略任務,列入集團戰略規劃。一是做能源,從一次能源向氫能轉化,然后向下游配送;二是做科技和裝備,目前基礎材料研發實現了自主化,同時也做了自主化的氫燃料電池。

        紛紛入局氫能到底是合作還是競爭?

        主持人:越來越多的企業進入氫能這個領域,但是他們進來之后肯定面臨一道選擇題:我們到底是合作還是競爭?

        張玉卓:合作遠大于競爭。您今天選的這幾家企業,代表了氫產業鏈的一個完美組合。

        主持人:怎么講?描繪一下這個完美是怎么構成的。

        張玉卓:氫從產業上來講,包括制氫、輸氫、加氫、用氫4個環節。從生產性來講,可再生能源中的光伏和風電,是成本下降最快的,目前已經具備競爭力。國家電投研究用氫,在氫燃料電池領域起步是比較早的。中國石化既是氫的生產大戶,也是氫的使用大戶。今天不管是我們的原材料生產,還是我們能源的分配,都需要氫的導入。這樣的話,氫能源產業鏈中氫的生產、分配和使用都包括了。我們的合作遠大于競爭。

        到底該用什么來制氫?

        主持人:剛才我們聽到了合作的好消息,其實也讓我們對氫能產業的發展充滿更多期待。很多人都覺得氫能這么好,而且人類200年前可能就開始打氫能的主意了,希望清潔能源包括氫能可以造福這個地球。但事實上,在過去200年當中,我們對于氫能的使用遇到了各種各樣的挑戰,成為我們心中的一個痛。所以接下來我特別準備了幾個我們在氫能產業推廣中可能遇到的一些挑戰,要請幾位從各自的實踐給我們打開這些問號,幫我們解決這些難題。我們來看看第一個問題:用什么來制氫?

        張玉卓:灰氫,就是用化石能源制氫,不處理二氧化碳,含碳最高;藍氫,就是用化石能源制氫,把二氧化碳處理了,不向外界排放二氧化碳,但用的是化石能源;綠氫就是新能源制氫。

        主持人:那目前在全球范圍哪一種制氫方式是主流?

        張玉卓:目前96%以上是灰氫,正在往藍氫這個方向發展。未來綠氫會成為大場面、主場面,這個根本還是取決于成本。因為現在煤氣化制氫,不處理二氧化碳,跟一度電一毛錢的成本是差不多的,但處理二氧化碳要花成本。處理完二氧化碳后,成本如果高于綠氫的成本,就沒有必要發展藍氫,一步進入綠氫。

        主持人:對于我們一直期待的綠氫來說,它的技術要求一定會更高。大家都可以暢所欲言,說說我們在氫能產業鏈條上的一些優勢、特色。

        張傳衛:我們海上風電在沿海離岸30公里,可以開發兩億千瓦的規模,“雙一百”也就是離岸100公里,負100米海水的時候,可以開發5億千瓦。一個風機島,目前下水是16.6兆瓦,可以安裝三個制氫裝置,年發電利用小時為5000小時的時候,能滿足陸上兩個加氫站,其中每個加氫站每天2.4萬立方米的銷售量。我們算了,在年利用小時為5000小時的情況下,度電成本可以做到3毛5以內。3毛5是什么概念?折算成氫能成本,綠氫成本可以在33元一公斤,如果輸送上岸的話,可以到38元。這基本可以支撐目前跟油相應的成本,而且支撐1000座加氫站,同時還支撐加氫站的充電站。

        主持人:成本控制是不是這當中一個特別核心的問題?

        張玉卓:這是最核心的問題。要讓老百姓愿意用,首先是成本。燃料的成本如果比現在的油還貴,他可能不會選擇。我想請教張董事長,還有沒有降低成本的潛力?

        張傳衛:中國是淡水資源貧乏的國家。我們如果在陸上,比如說1000座加氫站長期依賴綠氫的話,對淡水的需求是非常大的,可能一年需要1億噸,淡水也將是個成本,而且是需求上的短缺。如果利用海水制氫,可以有更大的空間。

        張玉卓:我內心的期望值是海上風電的成本如果降到每度電2毛到2毛5,我認為競爭力是有的。

        主持人:張董事長給出的這個價格體系其實也是來自于市場的一個統計。我想問一問隆基股份的李總如何解決這個難題?

        李振國:關于氫能跟光伏的結合,今天先不說應用加氫站的場景,比如說能源化工這個體系,有很多工廠就在光伏資源豐富的地區。在它旁邊建一個比較大型的光伏電站,并且通過間歇式制氫,只保留一兩天的儲存能力,就可以實現連續性供血到化工廠。如果以這種形式來算氫的成本,完全就可以做到十幾塊錢一公斤的水平。

        主持人:這樣的一番算賬是不是讓張董事長頗有信心?

        張玉卓:我已經有點激動了。我是希望我們產業鏈上,每一個環節都能夠有貢獻,而且都能夠持續地有技術進步,進一步降低成本。實際上光伏、風電都是間歇能源,氫作為儲能的載體是最理想的。未來我認為綠電綠氫的引入比人們想象得可能要快,因為技術進步和成本降低的速度非???。

        主持人:氫能的發展速度可能取決于很多環節。我們現在僅僅談到了制氫環節,所以我們來看看下一個挑戰是什么樣的?

        氫能裝備如何自主?

        主持人:李總剛好從事的就是我們提到的跟裝備有關的工作。在您看來,目前卡脖子的現狀有什么樣的表現?對我們的影響有多大?

        李連榮:從氫能源的制備、儲運到應用,每一個環節都有關鍵技術。國內目前對氫能的卡脖子技術做了一個清理,清理出8項關鍵技術,就是我們業內說的“八大件”。這8項技術里在氫燃料電池里有6項技術,分別是催化劑、擴散層、質子交換膜、膜電極、雙極板還有電堆。在上車之后的系統里還有兩項技術,就是空氣壓縮機和氫循環泵。當前這8項技術既制約了氫燃料電池這個行業的發展,也對我們上游電解水制氫的技術路線,對整個裝備也構成了制約。

        這涉及全產業鏈的合作,大家從各自的角度能夠把整個技術穿起來。當前面臨3大任務:第一大任務是怎么把我們的自主化研發體系建立起來;第二個就是以自主技術為基礎解決卡脖子之后,支持自主的產業鏈發展,把成本降下來;第三件事就是在自主技術支持下,怎么去推進規?;l展?

        張傳衛:卡脖子技術實現自主,關鍵還是在材料科學。比如說海上風電、海水制氫,根本的問題是在催化劑等幾個關鍵材料上,直接實現海水分解制氫。這就是要解決綠氫成本問題。

        主持人:在推動氫能產業向前發展的過程當中,其實中國石化也在技術和裝備方面做了很多突破。

        張玉卓:中國石化在整個產業鏈都做了布局,這些環節上可能都能打通,但是效率、經濟性可能存在著一定問題,競爭力可能比不過現有的能源載體。隨著技術不斷迭代、不斷進步,我們將來把力量整合起來,發揮我們的制度優勢來,加快這個進程。

        主持人:這也是我們大家共同的心愿。接下來看一看四位聯手還需要去面對的下一個挑戰是什么?

        氫能基礎設施如何搭建?

        張玉卓:基礎設施主要還是運輸和加注,就是做好普惠服務。作為進入這個領域比較早的、比較有實力的企業,一定要在基礎設施上下功夫,基礎設施先行?,F在中國石化確定了建設第一氫能公司的目標,那么我們就要在基礎設施建設里面先行。

        主持人:您剛才說的1000家加氫站應該也算是基礎設施中的一部分吧?

        張玉卓:是當中的一部分。但不是最終建這么多,而是5年以內要建這么多,今后可能會建更多。

        主持人:您反復提到的一個關鍵詞就是成本。其實在任何一種基礎設施的建設中,成本都是繞不過去的一個問題。對于您來說,會如何解決市場的需求跟基礎設施搭建過程當中必須要付出的成本之間的這種矛盾?

        張玉卓:前期肯定要進行一些超前投入,但是這個投入對于我們國家的氫能基礎設施建設來講,只有中國石化的投入是成本最低的投入。因為中國石化現有的加油站可以變成油氫混合站,既不需要重新征地,也不需要重新建其他的一些設施。同時,我們的加氫站也不需要重新配備一套員工,現有的加油站員工順便把加氫工作做了,對我們來講增加了一個邊際成本,所以這個成本是最低的。

        主持人:談完了基礎設施相關問題之后,我們再來看看下一個挑戰。

        氫能場景如何打造?

        張玉卓:當前對我們的業務來講,就是把現有的原料氫用綠氫來替代。我們現在一年用350萬噸氫的這個場景,將來用低碳和沒有碳的氫來替代,這是最大的一個場景。第二個,我們談到的交通運輸工具的氫能化,這是非常大的一個場景。

        李振國:站在碳中和的角度上來說,氫將來在這個社會里存在大量的應用場景,有些是剛性的應用場景。例如,冶煉工業里的還原劑。冶煉過程需要焦炭作為還原劑,未來其實可以使用氫來代替炭。像航空、遠洋運輸用的燃料,鋰電池、儲能電池能量密度是比較低的,不可能一個遠洋船背著一個蓄電池航行。所以氫是一種能量密度很高的燃料,將來可以直接使用,或者跟其他能源結合。還有老百姓的日常生活,比如現在有的地方還燒柴做飯,可能將來有一些地方用天然氣,也是帶碳的,最后可以用氫這種能源跟它結合。包括冬季取暖,國家每年兩三億噸散煤,大部分用于北方地區冬季取暖。氫能引入之后,將來可以直接使用,或者配合天然氣按比例使用。

        主持人:張總能給我們提供什么樣的一種場景?

        張傳衛:首先是打造以新能源為主體的新型電力系統,氫能將起到壓艙石的作用。風、光、儲(能)中,氫可以代替儲(能),同時又可以代替天然氣,調節電力系統的平衡和解決峰谷差問題,這是保證電力穩定性和高質量運行的一個關鍵應用場景。

        李連榮:另外還有一個小的方向,目前也在興起,就是健康產業。比如把氫加到礦泉水里,或者應用到美容院,原來有氧吧現在有氫吧,這是人們對美好生活的向往需要的,這個未來也會發展起來。如何打造氫能使用場景?第一需要宏觀政策環境的誘導。第二就是示范,通過示范讓大家知道氫可以這么用,這么用能夠得到一個很好的社會效果,這兩個方面是很重要的。

        中國氫能發展需要怎樣的頂層設計?

        主持人:我們之所以關注氫能和它的應用場景,是因為它關乎整個氫能產業發展可以走多遠,可以做多大。剛才李總也特別提到了政策,提到了示范的效應,所以我們沿著剛才的思路請各位集思廣益一下,如果說我們今天要為氫能產業發展的頂層設計提供一些建議的話,各位會給出什么樣的建議?

        李振國:我覺得還是圍繞綠氫降本看待這個問題。第一,保障氫能發展的太陽能光伏電站的非技術成本怎樣才能有效降低,比如通過降低土地成本和租金、國家提供低息貸款等來充分降低非技術成本,降低綠電的源頭成本。第二,政策上來說,從綠電制氫的過程當中,不再把它當成像電一樣,又是過網費,又是各種基金,而是把它作為制成氫的中間品,不再收取一些稅費。這對綠氫的發展和成本降低會有十分大的幫助。

        李連榮:我有三點建議。第一個建議,還是頂層的規劃問題,尤其是基礎設施?;A設施和應用,有一個迭代的過程,所以頂層規劃很重要。目前氫能已經列入“十四五”規劃,但是氫能專項規劃現在還沒有發布,所以頂層規劃很重要。第二個建議,就是圍繞著氫建立一套標準體系。原來的標準主要是作為化工產品約束氫?,F在從化工屬性擴展到能源屬性,需要一個新的標準,覆蓋氫的能源屬性。第三個建議,就是整個政策性的誘導,宏觀政策能夠促進整個氫能產業快速發展。

        張傳衛:要和綠色和低碳發展(同步),政策場景是第一的,也就是從立法到政策規劃,到產業規劃和產業生態的構建,包括標準體系。第二個是應用場景的規劃,目前應用場景的規劃是比較零散的,整體規劃是不系統的。第三個是技術創新體系建設,現在也是零散的。從材料到裝置,包括剛才談到的全業務鏈上的系統性規劃是沒有的。第四個是在構建以新能源為主體的新型能源體系這個大的架構里,氫的主要角色和價值要明確。

        張玉卓:我理解有四條。第一條盡快把規劃頒布出來。第二條最好國家能把技術統一起來,我建議搞一個國家氫能實驗室。第三條是標準,因為氫能以前只有煉化的標準,現在要出氫能源標準。第四條是政策,現在氫能源汽車的補貼政策力度是很大的,這個政策要有可預測性,鼓勵氫燃料電池車能夠盡快形成規模。我認為目前制約著整個產業的還是車輛,氫燃料電池車太少。

        氫能會成為中國石化終極轉型方案嗎?

        主持人:剛才談到了要有一個明確的方向,那對于中國石化來說,氫能會不會是碳中和的一個終極解決方案?

        張玉卓:氫能就中國石化來講,還不能完全覆蓋。因為中國石化是能源和材料供應商,是能源化工企業。在能源這個領域里面,未來在相當長的時期內,可能還需要油、氣,我們會滿足大家對油氣的需求。在這個過程中加速引入氫、電來代替傳統油品,這個場景就是油、氣、氫、電加上綜合服務。

        石油未來會退出歷史舞臺嗎?

        主持人:我們談了一個晚上的氫能,其實不應該忽略石油,張董事長在您看來,當未來碳中和時代真正到來的時候,石油是不是會徹底退出歷史的舞臺?

        張玉卓:我認為石油還會有它一定的應用場景和應用比例。但是隨著可再生能源的導入,氫能源和其他能源都會有相當的比例提升。石油今天作為原料和燃料,對于中國石化來講基本上是各占一半。今后中國石化會更多地把石油作為原料,這是第一。第二,我們在這個過程當中,會逐步大規模地引入氫能和其他可再生能源,今后我們整個能源供應的比例里面,油氣比例會逐步降低?,F在設想到2050年或2060年,可能是倒二八(比例)這么一個關系。我現在設想將來氫能所占的比例會有三分天下或是四分天下。作為能源有這樣的比例,就有相當的作用。

        主持人:從前人們提到你們會很自然地提到三桶油,但是當碳中和時代到來的時候,作為三桶油的其中之一,中國石化希望未來大家如何標注你們,如何給你們打上時代的一個記號?

        張玉卓:我希望大家能夠記住中國石化的兩個字“潔凈”,我們的目標是創建世界領先潔凈能源化工公司。

        主持人:“潔凈”這兩個字其實不僅是企業的追求,也是我們人類共同的向往。所以你們在面向未來、面向“潔凈”的過程當中會有什么樣的展望?

        張玉卓:我認為在可再生能源這個領域,我們國家現在已經跑在前面了。要充分地抓住機遇,今后我們在能源革命上要引領全世界的能源行業?,F在碳中和是我們的一個機遇,在碳中和給地球降降溫的同時,把我們自己的可再生能源產業發展起來,把氫能發展起來,把綠電發展起來,同時又解決我們國家能源過度依賴進口的問題,所以這是一箭雙雕的事情。

        主持人:碳中和的確為人類描繪了一個更新更美的發展未來,這也是構建人類命運共同體的一個必然選擇。我們所有的努力都是朝向未來的新的奔跑,我們今天的對話在面向未來、面向清潔的氛圍當中和各位說再見了。謝謝各位的收看。


                                             (來源:中國石化報)  


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