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李毅中:發展氫能必須要做四件事

2020-10-16 11:08:36 高工氫電

在氫能產業鏈中,制氫是源頭,氫氣是二次能源,大自然并沒有氫氣礦產,需要人工制備,現有制備分為兩大類:一是化石能源制氫,二是電解水制氫。

化石能源制氫要排放大量的二氧化碳,僅從物料平衡來看,每生產1kg氫氣,煤制氫伴生11kg,油制氫是7kg,天然氣是5.5kg。去年6月份,世界能源理事會把這種伴有大量二氧化碳排放的氫稱為“灰氫”,能把二氧化碳捕集、封存、利用而不排放,“灰氫”就會變成“藍氫”,而由可再生能源制備得到的氫則完全脫離了碳,稱為“綠氫”。

10月15日,在2020氫能產業發展創新峰會上,工業和信息化部原部長、中國工業經濟聯合會會長李毅中指出“灰氫不可取、藍氫方可用、廢氫可回收、綠氫是方向”。

在此原則下,需要進一步深入研究,如何在獲得氫氣的同時,盡最大可能減少乃至沒有碳排放。李毅中建議有五件事情要做:

第一件事,要有一個合理務實規劃設計和標準;第二件事,抓緊建設二氧化碳捕集、封存和利用研發攻關,特別是產業化;第三件事,要開展工業含氫尾氣中氫的回收、提純和利用;第四件事,發展氫能要置于2030年二氧化碳達峰和2060年碳中和兩個大目標之中。

看李毅中具體闡述如下:

第一件事,要有一個合理務實規劃設計和標準,要明確方向防止盲目性。

當前氫能已經成為國際能源的一個熱門話題,美國、德國、日本、法國、歐盟這些國家都陸續出臺了國家層面規劃,或者是預案。近日,我們看到麥肯錫發布了一個“美國氫能源經濟路線圖”提出,到2030年美國用氫的需求,可以達到1700萬噸,大概占總能耗的4%,到2050年要達到6300噸,達到美國總能耗的14%,這個指標很鼓舞人心。

法國政府通過了國家氫能源計劃,提出到2030年,法國要生產清潔氫就是無碳綠氫60萬噸,響應減排二氧化碳600萬噸。歐美已經有14個國家制定了各自的能源發展規劃,他們認為在短期內可以利用CCS(碳捕捉和儲存)發展藍氫作為過渡,同時要集中資源聚焦可再生能源電解水的無碳綠氫。

歐盟今年發布了氫能戰略計劃,到2030年生產1000萬噸綠氫,日本這方面走得更快,日本捷足先登,在福島建立了一個光伏發電基地,用光伏取氫900噸,2020年已經建成投產,是目前全球最大規模的制氫工廠,以上這些發達國家的做法,可以借鑒參考。

我國當前相關的省市、企業和機構也在積極行動、熱情高漲,近年來也紛紛出臺了一些方案,提出了發展的愿景,且各有特色。但總體來看,對氫源關注研究不夠,難以形成全國性整體概念。因此需要相關部門組織、調研、編制,根據氫氣不同的應用場景,市場需求從能源總體規劃和總體視角來提出,氫能如何布局,未來市場需求多大,以及工藝發展路線等,還要制定相應的標準規范。

據說五部委已經在制定,可能會公布這個規劃。同時要抓試點示范,不要一下子鋪開。據了解,河北省張家口沽源縣已經有中德合資正在建設年產1500噸氫氣的風電電解水項目,這個要建成以后,比日本福島項目還要大。

第二件事,抓緊建設二氧化碳捕集、封存和利用研發攻關,特別是產業化。

這是灰氫變成藍氫,由不可取變成可取的關鍵。如果沒有二氧化碳捕捉,灰氫不取,在這個難題沒有解決之前,建議不宜新建化石能源氫。據說,神華集團在2012年就在內蒙建成一個10萬噸規模的工廠投用,取得初步效果很不錯,不知道現在產業化怎么樣。

將煤化學產生的部分二氧化碳經過捕集、液化,加壓注入1500米的淺水層,試驗成功尚待產業化。聽說中石油、中石化也試點用CO2來“驅油”,從地層里面把油趕出去,這些都在試驗,這些都需要得到國家的進一步支持,創造產業化和商業化的條件。

美國、英國、挪威等國家都有探索,去年日本川崎重工與澳大利亞能源公司合作,在澳洲的維多利亞建設一座用澳大利亞的褐煤氣化來制氫氣。然后把氫氣液化用船運回日本,二氧化碳要注入澳大利亞的海底,日本很精明地把氫拿走了,把二氧化碳給人家留下了。

我們聲明研究必須與CCS一起推進,那么用二氧化碳制甲醇的研發,更加令人矚目。因為這個如果能成功,二氧化碳就有“出路”。據報道,山西煤化所研究二氧化碳加氫制甲醇,已經有產業化的工藝包在編制,這樣有可能會走向產業化,這里面“二氧化碳+氫”,還不是太理想。

美國耶魯大學應用多項分子電催化用“二氧化碳+水”合成制甲醇,這個就更有實際意義了,現在也有實驗成果,如果盡快產業化,就可以成為二氧化碳利用一個重要途徑。我建議國家要把它列為重大專項,集中精力去研究二氧化碳的利用,把二氧化碳利用了,不排放了,這個問題就解決了。

第三件事要開展工業含氫尾氣中氫的回收、提純和利用。

全國的氫量究竟有多少?最大的一個數字是,全國有600萬噸廢氫,這個可能太樂觀。但不管有多少,廢氫回收畢竟是當前比較現實的途徑,因為它已經有了,我們想辦法把它回收回來,這個是最現實的。

其中煉油尾氣還有不同程度的尾氫。這些含氫尾氣作為燃料使用可惜了,把它拿回來進一步提純得到氫氣,除了應用于石油化工以外,有余量就可以外供,需要我們來協調、平衡。

從焦爐氣和其他工業含氫尾氣中,把氫拿出來,要脫硫一氧化碳等處理提純,要得到99.99%(含4個9的氫氣)純度的氫氣才能進入燃料電池,必須將其中的氯化物、一氧化碳等雜質去掉,否則燃料電池要中毒。回收氫氣要技術改造,投入資金要算算賬經濟是否可行,不可能百分之百的回收。

廢氫分散在許多企業,特別是一些中小企業量很小,怎么把它集中起來回收,單個回收要算經濟賬。所以第三件事是,廢氫回收要用最現實的途徑去盡可能回收。

第四件事,發展氫能要置于2030年二氧化碳達峰和2060年碳中和這個大目標之中。

嚴格控制溫室氣體二氧化碳的排放,防治氣候變暖給人類帶來災難這是全世界的共識,這是全世界的行動。

按照2015年《巴黎協定》框架要求,我國承諾第一個指標是,到2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%,達到這個指標估計沒有什么問題,因為算上2018年,我們已經下降了47%;第二個指標,2030年絕對要達峰,這個指標就比較難;第三個指標非化石能源占比提到20%,經過努力也可以達到,因為去年我們非化石能源的占比是15.3%。每年能增加0.7個百分點;第四個指標是森林蓄積量,比2005年增加45億立方米,根據林業部的資料,這個指標也可以完成。

近日習近平總書記在第75屆聯大視頻會議中,提出我國到2060年實現碳中和,這是一個鼓舞人心的艱巨目標,所謂的碳中和不是不排二氧化碳,而是排出了二氧化碳能被森林給吸收掉。

發展氫能必須置于以上兩個大目標中,絕不能為生產氫氣而產生大量二氧化碳,灰氫必須轉化藍氫,方向必須是無碳綠氫。所以我們要提高站位,習總書記講了這兩個目標,向全世界承諾的大目標怎么實現,落實到我們具體工作中去。




責任編輯: 李穎

標簽:李毅中,發展氫能