歐陽明高：綠氫產業，為何能成為“出口新三樣”之外第四增長極？

2023-09-14 18:13

破解儲氫難題，成為產業鏈關鍵

中國（西部）氫能大會-展會；趕碳號攝

第三部分，介紹綠氫的儲運和加注問題。

前面講了一是發電，二是制氫，還有一塊很復雜的是制-儲-運-加的中間過程。儲，有各種各樣的技術，有氣態、液態、固態，最近比較火的是固態儲氫。固態又有很多種，而液態比方說液氫、甲醇、甲酸、甲苯。我們這里也有很多，比如有機儲氫等等，這些我們都做過研究，也都做過跟蹤。

關鍵還是在于成本，就是平準化儲氫成本，也就是全生命周期總投入和儲氫循環的總量來算成本，這些都可以算出來。固態儲氫，目前還是自研階段，成本還沒有辦法計算。到目前為止，儲氫技術很多，但并沒有我們期待的、顛覆性的理想儲氫技術。

當然技術創新我們值得鼓勵、值得示范、值得對比，現在從三個角度來看，固態、氣態、液態，總體來看，如果用氣態，目前的成本最低還是高壓容器，未來最低的是制氫容器鹽穴（大規模、百萬噸級）。

液氫，目前還沒有看到特別低成本的，固態目前還沒有。液態目前最好的是氨，因為氨的儲氫量很大，一個立方米可以儲120公斤氫。液氫液化也就是50公斤，但是氨儲氫比它要高1倍，重量可以達到17、18公斤。我們的氫瓶現在都是4%、5%，所以大規模、長距離的儲運，將來都是氨。而且氨的基礎設施是齊備的。所以從目前看，承壓溶劑氨是最好的。這是關于存儲。

我們還有車載存儲。車上的存儲目前都是35MP氫瓶，大家選的都是這個。這個仍然是主流技術，中期看不太可能突破。下一步是提高壓力，目前70兆帕氫瓶還非常貴，儲1公斤氫需要6000元～7000元塊錢，太貴了。我們必須要材料國產化，關鍵是高強度碳纖維。所以，車上肯定還是這條路徑。這條路徑還有很大的改進潛力。

從氫能運輸的角度看，如果我們原料氫11塊錢，用拖車如果是20兆帕，100公里也要10塊錢。我們在加氫站自己的費用又要10塊錢，所以原料加10塊錢，到最終加到車上，還是30塊錢，所以目前的儲運壓力必須提高。

如果提高到50兆帕，單車運氫可接近1噸。所以，等這個提升以后，運輸成本會大幅下降。目前短距離還是這個方式。當然，如果想取代這個，難度還是蠻大的。這就是我們認為最好的，到28塊錢，用50兆帕（500個大氣壓）可以到28塊錢，同樣是11塊錢的原料成本。

如果我們長距離1000公里輸出，現在量比較小的時候，輸電更加劃算。因為超高壓輸電，1000公里的成本8分錢/度電，還是有優勢的。長距離、大規模輸氫將來肯定是管道，這個毫無疑問。以上是運輸。

如果我們大范圍看，國際的船運大規模現在都是氨或者甲醇。如果我們要出口，肯定是氨和甲醇。如果我們是長距離在國內運輸，將來肯定是管道。所以，現在內蒙古也準備建設區域管道。像我們陜西榆林這種有大規模制氫、儲氫的基地，將來肯定要向全國供氫，就由現在的供應煤，變成將來供應氫。這個規模應該是百萬噸甚至千萬噸量級。因為我國實現碳中和，需要大概差不多1億噸以上綠氫。這就是我們氫的運輸。

氫儲能，將成為新型電力系統重要支撐

中國（西部）氫能大會-展會；趕碳號攝

第四部分，說一下氫系統的集成和氫儲能。

剛才都說是各個單向技術，我們最后需要把所有的技術集成起來變成系統。

首先，我們要看一下，氫能大系統集成的技術挑戰就是產業鏈、多環節、多元化。我們從可再生能源到最后的應用，包括化工，我們煤化工很多，大量需要氫的。如果氫加入進去，我們就可以大量減少二氧化碳排放。同時，去降低煤的用量，成本上也可以降低的。

另外，氫動力發電，交通這些都是，我們這兒（陜西榆林）都有。我們的化工大規模，我們的電力也是大規模，我們也可以用氨發電，我們的煤電廠也可以把氫放進去摻燒。

另外，我們的氫交通這兒有大量的10萬輛重卡，我們這兒的場景很好。我們的風光也很好，中間有電網、制氫、轉化、儲存、運輸、管儲，每一個環節都是多元化的。

但是，我們沒有一個統一的標準，這跟電動汽車和動力電池完全不一樣。動力電池只要把電池做好了，都是這個東西，電池到處用，都是同一個電池。儲能現在都是電池，95%都是電池，跟車上用的電池基本上是一樣的。

但是，氫不一樣，氫的環節太多了。所以，我們必須要選擇，怎么選？我們沒有統一的模式和標準的解決方案。那我們的出路就是因事制宜、因地制宜，國情決定路線，場景定義產品。所以，我們都要做專門的方案。

下面說幾個基層的關鍵問題，比如說現在一個電解槽每小時1500方，最大也就2000方。但是，我們現在大的制氫公司往往都要50個、100個電解槽（1000方），這100個怎么集成，全世界都沒干過。

那么，這里頭我們有控制問題、安全問題、化工問題等一堆問題，這就是我們現在做的工作，因為沒有先例。比如說現在做仿真平臺，多槽混聯，有實驗的、有構型方面、還有控制運行策略的，堿性電解槽的動態特性不太好，一個槽不太好，100個槽在一塊兒就好了，因為可以多槽進行控制，可以解決動態問題。

另外，氫安全。

做氫能產業，一定要注意安全，安全是我們很大的一個問題。這是我們冬奧會的火炬，這個火炬是氫能的火炬，安全裝置就是我的團隊提供的。這就是我們安全的一次嘗試。冬奧會上我們有多少個呢？有11個制氫基地，1200輛車，30多個加氫站，還有200輛運氫車在路上跑，所以當時我們壓力非常大。為了氫安全我們下了非常大的力氣，因為要萬無一失。這是全球最大規模的燃料電池汽車應用示范，我們為此也開發了整個監控系統，總的來看我們是非常成功的，這是第二個關鍵技術。

第三個就是氫儲能。所謂氫儲能就是光伏風電在氣候很好的時候，電產生多了，電網受不了的時候制成氫儲存起來，當電網電不夠的時候，我們再發電發回去，形成動力循環。

其實跟我們的壓縮空氣儲能，抽水蓄能儲能是很像的。相比之下，氫儲能會是今后的主流儲能方式，因為它儲能的規模周期都是壓縮空氣和抽水蓄能無法相比的，因為我們的抽水蓄能受限于擴容量，氫可以儲百萬噸、千萬噸都沒有問題。榆林我們認為有千萬噸儲氫的潛力，電是不可能的，電池就更不行了，儲一萬度電都不得了，但這是儲幾千萬度電。另外周期可以儲一年，儲多久都沒有事，放電周期可以很長。

另外，我們也可以在東部搞氫儲能，比方分布式氫儲能，就是用燃料電池發電，集中式氫儲能還是用燃氣輪機和蒸汽輪機，因為功率太大是百萬千瓦級的，就像我們這邊的發電廠。所以氫儲能是除了氫動力和氫原料，用于化工和鋼鐵之外的最大用途，也是未來新型電力系統主要支撐的支柱。

比方說氫儲能，就是把氫能全鏈條集成，一個環節都不能落下，這是最復雜的。首先我們全鏈條無污染，另外我們的瓶頸就在制氫系統的成本，發電的成本，比如分布式和燃料電池發電成本，鍋爐摻燒是集中式，如果本身的轉化效率低，比方百分之三四十，但如果把廢熱利用起來，80%幾是可以的，做到90%都可以，這比抽水蓄能、壓縮空氣儲能的轉化效率都要高。

對于發電的選擇，我們有各種各樣的。我們有燃料電池、氫燃氣能機，也有摻燒的鍋爐。現在日本主要搞摻氨的鍋爐。因為日本自己沒有氫，都是從海上運來的。運來的時候，就是氨，所以繼續用氨。我們如果在這兒搞，就沒有必要變成氨了。你能直接用，為什么要變呢？我們現在一般主張在國內的風電光伏基地旁邊有很多調峰煤電廠，完全可以用摻氫燃燒的方式發電。

大家知道，我們中國的煤電廠有12億千瓦，主體的能源現在60%多的發電，都是煤發電。未來要降到10%以內，怎么解決？不是把這些電廠拆掉，而是把燃料改變，這是我們要做的工作。

現在煤電廠都在搞靈活型改造，到低負荷的時候，煤燃燒是不穩定的。通過摻氫，因為氫的燃料特性非常好，就可以解決這個問題。我們現在也在做這個，正在做一個示范。

這是我們做的一個計算分析。也就是說，我們在風光多的時候制成氫，圖中紅色的鍋爐還是沒發電，我們摻進去20%氫，二氧化碳降低40%。我知道現在我們的煤電基地都有一個碳排放強度的問題，這是很好的。

而且，我們能量形成了季節性轉移。高的時候，我們在儲氫，低的時候我們在放氫，季節性轉移，也非常好。因為國際上有一個共識，未來10%的可再生能源要通過長時儲能解決，主體就要氫儲能。10%是多少呢？到2060年，中國需要1.5萬億度電的長時儲能。我們中國現在是8、9萬億度，2060年大概是17萬度電。我們為了制氫，制1億噸氫，還要2、3萬億度電，這中間1.5萬億的長時儲能，這就是長時儲能未來的發展前景很好。

我們算過電化學儲能最大規模也就是200億度電，靠什么主體呢？電動汽車。因為電動汽車車上就可以儲200億度電，所以這是我們要做的很重要的一件事情。我們估計在未來煤發電慢慢減少，綠氫摻氫會上來。

<上一頁 1 2 3 4 下一頁> 余下全文