近日,在中國(西部)氫能大會(huì)上,中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授、國際氫能與燃料電池協(xié)會(huì)理事長歐陽明高發(fā)表了題為“雙碳目標(biāo)下全球能源轉(zhuǎn)型與儲(chǔ)能、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策展望”的演講。
他提出幾個(gè)重要判斷:
1、現(xiàn)在,國內(nèi)整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的成本,已經(jīng)在快速下降。到去年降到3000塊錢/KW,今年已經(jīng)降到2500元/KW右。未來,還會(huì)持續(xù)下降。到2025年有望降到1000元/KW,到2030年會(huì)到500元/KW。到那時(shí),氫燃料電池,就可以跟傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)展開競爭了。
2、到2030年,可能會(huì)催生100GW級別的電解市場,也就是1億kW的電解市場。電解裝備有可能成為繼光伏電池、鋰電池、電動(dòng)汽車這三個(gè)新能源產(chǎn)品之后的第四大出口產(chǎn)品。
3、氫儲(chǔ)能是除了氫動(dòng)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(tǒng)主要支撐的支柱。
4、儲(chǔ)氫是氫能相比電池最大的優(yōu)勢。1公斤氫是33度電,這些電如果用電池儲(chǔ),3.3萬元。1公斤氫如果用一個(gè)10兆帕的高壓容器儲(chǔ),最多就百來十塊錢。儲(chǔ)氫貴是車上,車下儲(chǔ)氫跟電池儲(chǔ)電比,要便宜幾個(gè)數(shù)量級。
燃料電池降本快,7年后只要500元/KW
第一部分,說一下燃料電池的商業(yè)化。
去年中國氫能汽車的銷量是3000多輛。今年上半年有所增長,銷售最多的地方是陜西,陜汽控股今年上半年賣了400多輛燃料電池的卡車,應(yīng)該說在全國排名第一。
另外,車型也在全方位擴(kuò)展。原先主要是客車,現(xiàn)在各種卡車都有?,F(xiàn)在汽車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)非常多,市場占有率也在增長。去年,億華通排在第一位,市占率超過20%。今年可能會(huì)有一些新的變化,現(xiàn)在因?yàn)槭袌鲞€不成熟,所以年年都有新變化。
我介紹一下清華和億華通燃料電池體系的研發(fā)過程,是中國氫能產(chǎn)業(yè)的一個(gè)縮影:
我們從燃料電池車開始,先是做系統(tǒng),最開始做燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)與控制。在20年前,我們的發(fā)動(dòng)機(jī)都是外購的,后來我們開始研發(fā)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī),電堆是外購的。再然后,電堆自己研發(fā),膜電極是外購的。現(xiàn)在,我們的膜電極也是國產(chǎn)的,基礎(chǔ)材料是外購的。
所以,經(jīng)過20年發(fā)展,我國已經(jīng)形成氫燃料電池的全產(chǎn)業(yè)體系。這是我們發(fā)動(dòng)機(jī)的系列,從30kW到240kW,零部件國產(chǎn)率是100%。這個(gè)也作為清華大學(xué)的產(chǎn)業(yè)化成果,得到總書記的檢閱。
我們也是科技冬奧的一個(gè)牽頭團(tuán)隊(duì)??萍级瑠W是全球最大的氫能交通的一次示范。有1200多輛燃料電池汽車進(jìn)行商業(yè)示范,是全球最大的。也正是在去年冬天,清華大學(xué)牽頭億華通是主要的燃料電池供應(yīng)商。
現(xiàn)在,我們整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的成本,已經(jīng)在快速下降。到去年降到3000塊錢/KW,今年已經(jīng)降到2500元/KW右。未來,還會(huì)持續(xù)下降。我估計(jì),到2025年會(huì)降到1000元/KW,到2030年會(huì)到500元/KW。到那時(shí),氫燃料電池,就可以跟傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)展開競爭了。
下一步的目標(biāo),我們除了降本之外,就是要進(jìn)一步提升效率。
現(xiàn)在,燃料電池電堆額定效率是60%,現(xiàn)在也有搞氫內(nèi)燃機(jī)的,現(xiàn)在都是電動(dòng)的,大概40%多的,加上發(fā)電機(jī)一般在35%~40%之間,所以燃料電池效力要進(jìn)一步提升到60%。60%,代表著我們的氫耗會(huì)大幅下降,也就是減少成本,因?yàn)楹臍涫且杀镜摹_@個(gè)當(dāng)然有大量工作要做。
在氫燃料電池系統(tǒng)壽命的延長方面,現(xiàn)在的壽命還在20000小時(shí)左右。下一步,到2025年希望能做到25000小時(shí),到2030年我們希望達(dá)到30000小時(shí)至35000小時(shí),在技術(shù)上還需要進(jìn)一步研發(fā)。
另外,應(yīng)用場景也要不斷擴(kuò)大。現(xiàn)在主要是車,下一步氫能發(fā)電的場景也會(huì)非常大。另外,我們也會(huì)用作水下和空中特種作業(yè)用途,當(dāng)然這個(gè)量不大。
現(xiàn)在主要應(yīng)用在重卡。另外,我們認(rèn)為發(fā)電將是一個(gè)很大的市場。
綠氫設(shè)備,將成“出口新三樣”外第四增長極
第二部分,關(guān)于綠氫制備電解。
電解也是一個(gè)新的行業(yè)。中國綠氫產(chǎn)業(yè),現(xiàn)在已經(jīng)真正發(fā)展起來的,就是制氫。我們這個(gè)產(chǎn)業(yè)目前還在全球的地位很不錯(cuò)——中國是全球最大的氫氣生產(chǎn)和消費(fèi)市場。
我們認(rèn)為,未來到2030年,可能會(huì)催生100GW級別的電解市場,也就是1億kW的電解市場。這是非常大的。尤其是我們中國的電解在全球來說,具有成本優(yōu)勢。將來,也有可能成為繼光伏電池、鋰電池、電動(dòng)汽車這三個(gè)新能源產(chǎn)品之后的第四大出口產(chǎn)品。所以,這是很好的一個(gè)市場。
那么,我們認(rèn)為這個(gè)市場很大,所以我們團(tuán)隊(duì)也介入了電解制氫。
我們有三種技術(shù):固體氧化物電解、質(zhì)子交換膜電解、堿性電解,這三個(gè)技術(shù)我們都有研發(fā),也都有公司在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。但是我們現(xiàn)在認(rèn)為,目前最具潛力、最現(xiàn)實(shí)、成本最低、壽命最長、最有中國優(yōu)勢的還是堿性電解。比如,我們現(xiàn)在訂貨量(大規(guī)模)100GW以上的,都是堿性電解。其他雖然在試用,但還有很多問題(成本、壽命等),我們認(rèn)為這是最有優(yōu)勢的。
所以,當(dāng)前針對大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的制氫,主要是堿性電解。目前,國內(nèi)堿性制氫缺乏體系和標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在還是上世紀(jì)50年代、從蘇聯(lián)引進(jìn)的制氧技術(shù),這個(gè)就是國內(nèi)以中船集團(tuán)718所為代表的企業(yè)。
因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)以前沒有需求,所以就那么一兩家企業(yè)?,F(xiàn)在大家一擁而上出現(xiàn)很多家,但技術(shù)都是從哪里來的呢?我們認(rèn)為這個(gè)技術(shù)已經(jīng)過時(shí),已經(jīng)需要急劇的技術(shù)提升和變革。
現(xiàn)在,堿性電解水制氫有很多問題,包括電極的衰減、鍍層的脫落、隔膜的磨損和密封的失效等等。而且,效率衰減也比較大,維修很不方便,要拉回廠家進(jìn)行維修等等。
針對這些,我們首先是做一些基礎(chǔ)研究?,F(xiàn)在堿性電解水在額定工況電耗比較高,也就是額定效率不高。目前50%多的效率,主要存在兩個(gè)問題:隔膜和催化劑。
通過兩個(gè)改進(jìn),可以把額定效率提升到75%以上(低熱值),這是完全可以做到的,而且額定的電流可以達(dá)到10000安培,現(xiàn)在都是在5000安培以下,這是目前的問題。為此,我們在隔膜和催化劑方面做了一些工作,因?yàn)楦裟な呛诵年P(guān)鍵,阻抗大小、效率高低核心是隔膜。
關(guān)于催化劑,我們不希望用太多的貴金屬催化劑,因?yàn)橛觅F金屬催化劑會(huì)造成成本上升,資源也是問題。堿性電解水最好的地方,是可以不用或者非常少的貴金屬,這是我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)之后有企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化的新型電解槽技術(shù),跟國內(nèi)其他電解槽都是不一樣的。國內(nèi)現(xiàn)在是圓的,我們是方的,這樣流程更加均勻、效率更高。
而且,我們是插片式的,可以隨時(shí)取掉,維修也很方便,同時(shí)我們也做了數(shù)字化云平臺(tái)和相應(yīng)的控制算法,來保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。我們可以在現(xiàn)場更換,不需要拉回企業(yè),12小時(shí)就可以檢修完畢。另外我們的最低電耗,每立方米會(huì)低于四度電,這是最低電耗不是額定電耗。
下一步,我們認(rèn)為影響堿性電解槽最關(guān)鍵的還是隔膜,而我們已經(jīng)進(jìn)入到第二代隔膜。接下來我們有兩種選擇,一是銀離子膜,一個(gè)是離子溶劑膜。我們更看好離子溶劑膜,這是未來的發(fā)展方向,所以堿性電解水路線還有很大的技術(shù)研發(fā)潛力。
破解儲(chǔ)氫難題,成為產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵
三部分,介紹綠氫的儲(chǔ)運(yùn)和加注問題。
前面講了一是發(fā)電,二是制氫,還有一塊很復(fù)雜的是制-儲(chǔ)-運(yùn)-加的中間過程。儲(chǔ),有各種各樣的技術(shù),有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài),最近比較火的是固態(tài)儲(chǔ)氫。固態(tài)又有很多種,而液態(tài)比方說液氫、甲醇、甲酸、甲苯。我們這里也有很多,比如有機(jī)儲(chǔ)氫等等,這些我們都做過研究,也都做過跟蹤。
關(guān)鍵還是在于成本,就是平準(zhǔn)化儲(chǔ)氫成本,也就是全生命周期總投入和儲(chǔ)氫循環(huán)的總量來算成本,這些都可以算出來。固態(tài)儲(chǔ)氫,目前還是自研階段,成本還沒有辦法計(jì)算。到目前為止,儲(chǔ)氫技術(shù)很多,但并沒有我們期待的、顛覆性的理想儲(chǔ)氫技術(shù)。
當(dāng)然技術(shù)創(chuàng)新我們值得鼓勵(lì)、值得示范、值得對比,現(xiàn)在從三個(gè)角度來看,固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài),總體來看,如果用氣態(tài),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(guī)模、百萬噸級)。
液氫,目前還沒有看到特別低成本的,固態(tài)目前還沒有。液態(tài)目前最好的是氨,因?yàn)榘钡膬?chǔ)氫量很大,一個(gè)立方米可以儲(chǔ)120公斤氫。液氫液化也就是50公斤,但是氨儲(chǔ)氫比它要高1倍,重量可以達(dá)到17、18公斤。我們的氫瓶現(xiàn)在都是4%、5%,所以大規(guī)模、長距離的儲(chǔ)運(yùn),將來都是氨。而且氨的基礎(chǔ)設(shè)施是齊備的。所以從目前看,承壓溶劑氨是最好的。這是關(guān)于存儲(chǔ)。
我們還有車載存儲(chǔ)。車上的存儲(chǔ)目前都是35MP氫瓶,大家選的都是這個(gè)。這個(gè)仍然是主流技術(shù),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(chǔ)1公斤氫需要6000元~7000元塊錢,太貴了。我們必須要材料國產(chǎn)化,關(guān)鍵是高強(qiáng)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(jìn)潛力。
從氫能運(yùn)輸?shù)慕嵌瓤?,如果我們原料?1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(fèi)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(chǔ)運(yùn)壓力必須提高。
如果提高到50兆帕,單車運(yùn)氫可接近1噸。所以,等這個(gè)提升以后,運(yùn)輸成本會(huì)大幅下降。目前短距離還是這個(gè)方式。當(dāng)然,如果想取代這個(gè),難度還是蠻大的。這就是我們認(rèn)為最好的,到28塊錢,用50兆帕(500個(gè)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(xiàn)在量比較小的時(shí)候,輸電更加劃算。因?yàn)槌邏狠旊姡?000公里的成本8分錢/度電,還是有優(yōu)勢的。長距離、大規(guī)模輸氫將來肯定是管道,這個(gè)毫無疑問。以上是運(yùn)輸。
如果我們大范圍看,國際的船運(yùn)大規(guī)?,F(xiàn)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(nèi)運(yùn)輸,將來肯定是管道。所以,現(xiàn)在內(nèi)蒙古也準(zhǔn)備建設(shè)區(qū)域管道。像我們陜西榆林這種有大規(guī)模制氫、儲(chǔ)氫的基地,將來肯定要向全國供氫,就由現(xiàn)在的供應(yīng)煤,變成將來供應(yīng)氫。這個(gè)規(guī)模應(yīng)該是百萬噸甚至千萬噸量級。因?yàn)槲覈鴮?shí)現(xiàn)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(yùn)輸。
氫儲(chǔ)能,將成為新型電力系統(tǒng)重要支撐
第四部分,說一下氫系統(tǒng)的集成和氫儲(chǔ)能。
剛才都說是各個(gè)單向技術(shù),我們最后需要把所有的技術(shù)集成起來變成系統(tǒng)。
首先,我們要看一下,氫能大系統(tǒng)集成的技術(shù)挑戰(zhàn)就是產(chǎn)業(yè)鏈、多環(huán)節(jié)、多元化。我們從可再生能源到最后的應(yīng)用,包括化工,我們煤化工很多,大量需要?dú)涞?。如果氫加入進(jìn)去,我們就可以大量減少二氧化碳排放。同時(shí),去降低煤的用量,成本上也可以降低的。
另外,氫動(dòng)力發(fā)電,交通這些都是,我們這兒(陜西榆林)都有。我們的化工大規(guī)模,我們的電力也是大規(guī)模,我們也可以用氨發(fā)電,我們的煤電廠也可以把氫放進(jìn)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(fēng)光也很好,中間有電網(wǎng)、制氫、轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、管儲(chǔ),每一個(gè)環(huán)節(jié)都是多元化的。
但是,我們沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這跟電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池完全不一樣。動(dòng)力電池只要把電池做好了,都是這個(gè)東西,電池到處用,都是同一個(gè)電池。儲(chǔ)能現(xiàn)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(huán)節(jié)太多了。所以,我們必須要選擇,怎么選?我們沒有統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)品。所以,我們都要做專門的方案。
下面說幾個(gè)基層的關(guān)鍵問題,比如說現(xiàn)在一個(gè)電解槽每小時(shí)1500方,最大也就2000方。但是,我們現(xiàn)在大的制氫公司往往都要50個(gè)、100個(gè)電解槽(1000方),這100個(gè)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(xiàn)在做的工作,因?yàn)闆]有先例。比如說現(xiàn)在做仿真平臺(tái),多槽混聯(lián),有實(shí)驗(yàn)的、有構(gòu)型方面、還有控制運(yùn)行策略的,堿性電解槽的動(dòng)態(tài)特性不太好,一個(gè)槽不太好,100個(gè)槽在一塊兒就好了,因?yàn)榭梢远嗖圻M(jìn)行控制,可以解決動(dòng)態(tài)問題。
另外,氫安全。
做氫能產(chǎn)業(yè),一定要注意安全,安全是我們很大的一個(gè)問題。這是我們冬奧會(huì)的火炬,這個(gè)火炬是氫能的火炬,安全裝置就是我的團(tuán)隊(duì)提供的。這就是我們安全的一次嘗試。冬奧會(huì)上我們有多少個(gè)呢?有11個(gè)制氫基地,1200輛車,30多個(gè)加氫站,還有200輛運(yùn)氫車在路上跑,所以當(dāng)時(shí)我們壓力非常大。為了氫安全我們下了非常大的力氣,因?yàn)橐f無一失。這是全球最大規(guī)模的燃料電池汽車應(yīng)用示范,我們?yōu)榇艘查_發(fā)了整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng),總的來看我們是非常成功的,這是第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
第三個(gè)就是氫儲(chǔ)能。所謂氫儲(chǔ)能就是光伏風(fēng)電在氣候很好的時(shí)候,電產(chǎn)生多了,電網(wǎng)受不了的時(shí)候制成氫儲(chǔ)存起來,當(dāng)電網(wǎng)電不夠的時(shí)候,我們再發(fā)電發(fā)回去,形成動(dòng)力循環(huán)。
其實(shí)跟我們的壓縮空氣儲(chǔ)能,抽水蓄能儲(chǔ)能是很像的。相比之下,氫儲(chǔ)能會(huì)是今后的主流儲(chǔ)能方式,因?yàn)樗鼉?chǔ)能的規(guī)模周期都是壓縮空氣和抽水蓄能無法相比的,因?yàn)槲覀兊某樗钅苁芟抻跀U(kuò)容量,氫可以儲(chǔ)百萬噸、千萬噸都沒有問題。榆林我們認(rèn)為有千萬噸儲(chǔ)氫的潛力,電是不可能的,電池就更不行了,儲(chǔ)一萬度電都不得了,但這是儲(chǔ)幾千萬度電。另外周期可以儲(chǔ)一年,儲(chǔ)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(chǔ)能,比方分布式氫儲(chǔ)能,就是用燃料電池發(fā)電,集中式氫儲(chǔ)能還是用燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī),因?yàn)楣β侍笫前偃f千瓦級的,就像我們這邊的發(fā)電廠。所以氫儲(chǔ)能是除了氫動(dòng)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(tǒng)主要支撐的支柱。
比方說氫儲(chǔ)能,就是把氫能全鏈條集成,一個(gè)環(huán)節(jié)都不能落下,這是最復(fù)雜的。首先我們?nèi)湕l無污染,另外我們的瓶頸就在制氫系統(tǒng)的成本,發(fā)電的成本,比如分布式和燃料電池發(fā)電成本,鍋爐摻燒是集中式,如果本身的轉(zhuǎn)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(chǔ)能的轉(zhuǎn)化效率都要高。
對于發(fā)電的選擇,我們有各種各樣的。我們有燃料電池、氫燃?xì)饽軝C(jī),也有摻燒的鍋爐?,F(xiàn)在日本主要搞摻氨的鍋爐。因?yàn)槿毡咀约簺]有氫,都是從海上運(yùn)來的。運(yùn)來的時(shí)候,就是氨,所以繼續(xù)用氨。我們?nèi)绻谶@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(xiàn)在一般主張?jiān)趪鴥?nèi)的風(fēng)電光伏基地旁邊有很多調(diào)峰煤電廠,完全可以用摻氫燃燒的方式發(fā)電。
大家知道,我們中國的煤電廠有12億千瓦,主體的能源現(xiàn)在60%多的發(fā)電,都是煤發(fā)電。未來要降到10%以內(nèi),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(xiàn)在煤電廠都在搞靈活型改造,到低負(fù)荷的時(shí)候,煤燃燒是不穩(wěn)定的。通過摻氫,因?yàn)闅涞娜剂咸匦苑浅:?,就可以解決這個(gè)問題。我們現(xiàn)在也在做這個(gè),正在做一個(gè)示范。
這是我們做的一個(gè)計(jì)算分析。也就是說,我們在風(fēng)光多的時(shí)候制成氫,圖中紅色的鍋爐還是沒發(fā)電,我們摻進(jìn)去20%氫,二氧化碳降低40%。我知道現(xiàn)在我們的煤電基地都有一個(gè)碳排放強(qiáng)度的問題,這是很好的。
而且,我們能量形成了季節(jié)性轉(zhuǎn)移。高的時(shí)候,我們在儲(chǔ)氫,低的時(shí)候我們在放氫,季節(jié)性轉(zhuǎn)移,也非常好。因?yàn)閲H上有一個(gè)共識,未來10%的可再生能源要通過長時(shí)儲(chǔ)能解決,主體就要?dú)鋬?chǔ)能。10%是多少呢?到2060年,中國需要1.5萬億度電的長時(shí)儲(chǔ)能。我們中國現(xiàn)在是8、9萬億度,2060年大概是17萬度電。我們?yōu)榱酥茪?,?億噸氫,還要2、3萬億度電,這中間1.5萬億的長時(shí)儲(chǔ)能,這就是長時(shí)儲(chǔ)能未來的發(fā)展前景很好。
我們算過電化學(xué)儲(chǔ)能最大規(guī)模也就是200億度電,靠什么主體呢?電動(dòng)汽車。因?yàn)殡妱?dòng)汽車車上就可以儲(chǔ)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(jì)在未來煤發(fā)電慢慢減少,綠氫摻氫會(huì)上來。
總 結(jié)
最后,我作一個(gè)總結(jié)。
首先,中國氫能源技術(shù)發(fā)展的階段性特征,是燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立,燃料電池系統(tǒng)的成本在快速下降,這是一個(gè)好消息。
我們整車,燃料電池汽車的問題是儲(chǔ)氫系統(tǒng)還很貴。我們儲(chǔ)氫系統(tǒng),如果你要跑500公里,就得裝至少60公斤氫。60公斤氫35兆帕的,也得三四十萬。反倒是燃料電池成本降的很快,儲(chǔ)氫降的偏慢,這是制約我們的問題。
現(xiàn)在另外一個(gè)特點(diǎn),我們從氫能交通逐步發(fā)展到氫燃料、氫化工、氫冶金、氫發(fā)電、氫儲(chǔ)能,這是個(gè)好形式。氫能交通是氫能的先導(dǎo),不是主體。氫能交通也就占整個(gè)氫能20%,80%應(yīng)用都是其他方面。
另外,我們制氫將成為中國氫能的優(yōu)勢的一個(gè)子行業(yè)。我們現(xiàn)在正在跟殼牌、BP、道達(dá)爾都在合作,準(zhǔn)備把中國的制氫裝備弄到歐洲市場,很有競爭力的。
另外,儲(chǔ)運(yùn)仍然是薄弱環(huán)節(jié),現(xiàn)狀不理想,但是有很多選擇。但實(shí)際上,儲(chǔ)氫是氫能相比電池最大的優(yōu)勢。所以,它不理想,但又是最大優(yōu)勢,這怎么講呢?我們儲(chǔ)1度電至少1000塊錢,因?yàn)槲覀冸姵匾呀?jīng)很便宜了,但是現(xiàn)在的儲(chǔ)能還是1000塊錢一個(gè)千瓦時(shí),這已經(jīng)非常便宜。我們1公斤氫是33度電,這些電如果用電池儲(chǔ),3.3萬元。1公斤氫如果用一個(gè)10兆帕的高壓容器儲(chǔ),最多就百來十塊錢。
所以,差1~3個(gè)數(shù)量級。我們剛才說儲(chǔ)氫貴是車上,車下儲(chǔ)氫跟電池儲(chǔ)電比,那是要便宜幾個(gè)數(shù)量級。
我們?nèi)芷?,我們的可再生能源要看全生命周期成本,不是看一個(gè)地方的成本。大家一說燃料電池制氫能量消耗了多少,發(fā)電又消耗了多少,一算30%多。其實(shí),我們可再生能源不算效率。我們剛剛說了,熱能吸收也是80%多的效力,我們要算全生命周期的成本,這跟化石能源不一樣,化石能源要算效率、算排放的。氫能全算到成本上,就看你的成本有沒有競爭性。而成本包括運(yùn)輸?shù)某杀?、?chǔ)存的成本、應(yīng)用的成本等。在大規(guī)模存儲(chǔ)方面,儲(chǔ)氫是最便宜的,而且是便宜幾個(gè)數(shù)量級。剛才說了,我們榆林在這方面有中國最好的條件。
其次,綠氫經(jīng)濟(jì)性方面,剛才說氫一切的一切都是成本,也就是經(jīng)濟(jì)性。我們現(xiàn)在為什么推廣起來還有難度,因?yàn)槟阋a(bǔ)貼,補(bǔ)貼是不可能長久的。為什么電動(dòng)汽車發(fā)展的那么快,氫似乎發(fā)展的慢呢?就是在中國,電價(jià)很便宜,歐洲3塊錢/度電,日本2塊錢/度電,中國的平均電價(jià)5毛錢/度電。當(dāng)然現(xiàn)在波動(dòng)幅度在加大,總體看中國的電價(jià)最便宜,相對日本和歐洲是便宜的。
所以,日本、歐洲在電價(jià)里面加了很多附加的成本,政府加進(jìn)去,中國政府沒有加。那么,我們的綠氫成本是靠什么呢?取決于綠電成本。我們綠電成本跟日本和歐洲的綠電成本其實(shí)差不多。
那么,這樣一來,綠氫的成本跟電的成本相比,在中國的競爭性是最差的。所以,為什么電動(dòng)汽車發(fā)展得這么快,有一個(gè)很重要的原因是電價(jià)便宜。當(dāng)然現(xiàn)在充電又開始貴了,但是再過一段時(shí)間,電動(dòng)汽車充電是可以不要錢的,甚至是賺錢的,這也給我們帶來挑戰(zhàn),因?yàn)檐嚲W(wǎng)互動(dòng)之后,電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能裝置和電網(wǎng)互動(dòng),電價(jià)高的時(shí)候可以賣電,電價(jià)低的時(shí)候充電,可以算出峰谷價(jià)差,所以這給氫未來應(yīng)用也帶來很大的競爭壓力。
但凡是電池能用的地方,就別用氫,但是電池還有很多地方解決不了的,必須用氫的,這就是氫的場景。
為了解決氫的成本問題,比方說加氫站,未來加氫站站上制氫就是低成本的方案,現(xiàn)在相信已經(jīng)有很多制氫,不一定要到化工園區(qū)。另外氫儲(chǔ)能的電價(jià),跟常規(guī)其他儲(chǔ)能方式電價(jià)一樣,不收過網(wǎng)費(fèi),現(xiàn)在綠氫,每度電一毛五分錢一定可以掙錢,那就來制氫,但是一加上過網(wǎng)費(fèi)變成了三毛五,就不行了,必須低于兩毛。
有兩個(gè)圖,一是氫儲(chǔ)能去掉過網(wǎng)費(fèi),二是離網(wǎng)制氫,不從網(wǎng)上取電,直接光伏過來離網(wǎng)制氫,氫儲(chǔ)能是必須上網(wǎng)的,因?yàn)樗獙﹄娋W(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié),那就是優(yōu)惠電價(jià),制氫的時(shí)候電價(jià)低,放電的時(shí)候有容量電價(jià)、調(diào)峰電價(jià),因此電價(jià)很高,這是可以算得過來賬的。
另外,車載儲(chǔ)氫瓶很貴怎么辦?續(xù)航里程越長越貴,要做到800公里100公斤氫,現(xiàn)在如果70兆帕的氫瓶,50萬元的這個(gè)價(jià)格受不了,現(xiàn)在一輛柴油車總共還不到50萬元。怎么辦?學(xué)習(xí)換電卡車的方式,換氫瓶不賣氫瓶,因?yàn)闅淦繅勖梢耘?000萬公里,我們的卡車一般是一兩百公里就不要了,所以現(xiàn)在我們正在探索換氫瓶。這樣續(xù)航里程加長,換氫站減少,現(xiàn)在加氫站也是很貴的。所以這就是要通過技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式的創(chuàng)新,解決綠氫的經(jīng)濟(jì)性問題。
最后,從氫能全產(chǎn)業(yè)鏈看,技術(shù)鏈上我們已經(jīng)基本具備氫能產(chǎn)業(yè)化的條件,現(xiàn)在的問題是價(jià)值鏈,我們在這里開會(huì)說明氫能有戰(zhàn)略價(jià)值,但是現(xiàn)在要的是氫能的商業(yè)價(jià)值。沒有商業(yè)價(jià)值一個(gè)技術(shù)搞不下去。商業(yè)價(jià)值的核心就是性價(jià)比,關(guān)鍵是綠氫的成本。
最后就是產(chǎn)業(yè)鏈怎么辦?要以富余綠電資源低成本制氫為源頭推動(dòng),以多元化場景應(yīng)用為龍頭拉動(dòng),這樣來帶動(dòng)綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
原標(biāo)題:歐陽明高:燃料電池7年后只要500元/KW