国电投氢能CTO柴茂荣:氢能正逐渐走向能源体系的中心 | “零碳+”投资沙龙

近日,联合阳光时代在北京举办了第02期“零碳+”投资沙龙,沙龙以“氢能产业化难题与投资布局机会”为主题,特别邀请了国家电投氢能公司首席技术官柴茂荣先生出席,并在会上作了主题分享。 

柴茂荣对我国氢能产业的发展满怀信心,他认为氢能优势明显,将逐渐走向能源体系的中心。对柴茂荣演讲中的部分精彩内容,做要点分享如下: 

“我们为什么要发展氢能?” 

柴茂荣在会上表示,在双碳目标下,氢能产业要担当重任。发展氢能,就是要走出一条新的路子来,增加对化石能源的替代,把我们国家的能源安全问题解决了。 

我们国家是一个多煤少气缺油的国家,我们的石油75%依靠进口,我们的天然气50%左右依靠进口,进口比例还在逐年增大,为了我们国家的能源安全,“我们要利用氢能来替代我们的整个石油,如果用我们每年拉动投资的2.5-3万亿左右的投资基金,把一部分投进来,投个一二十年,我们国家是可以解决氢能替代问题的。”柴茂荣认为。 

“另一个原因,就是为了全人类减碳这个目标。”中国一年的二氧化碳排放有110亿吨左右,占世界的30%,而中国的人口只占世界人口的18%左右,也就是说,我们人均的二氧化碳排放量是世界平均值的1.6倍,我们仅次于美国,高于欧盟和日本。所以说,我们大力发展氢能,减碳的意义非常重大。 

“氢能解决不了所有问题” 

很多人认为,氢能将是21世纪的终极能源,世界各国都很重视氢能的布局,尤其是我们的邻国日本,举全国之力押宝氢能。2013年,日本政府推出《日本再复兴战略》,把发展氢能源提升为国策,自2017年开始,日本就先后发布了《氢能源基本战略》《氢能及燃料电池战略路线图》,明确提出将氢能社会纳入国家发展战略,并规划实现氢能社会战略的技术路线,力图在全球首先建成“氢能社会”,甚至有日本学者将发展氢能比喻为“日本能源的推倒重来”。 

虽然有过三十多年的日本留学经历,但柴茂荣认为,我国的能源转型不能局限于发展氢能。他说,“我们国家体量太大,用一种能源是绝对不可能解决所有问题的,所以,我们未来的能源体系肯定是一个往低碳方向走的、多能耦合的体系。”但氢能的地位将尤为重要,“氢能将逐渐走向能源体系的中心,因为氢能有两种属性,一个是储能属性,另一个是自己作为能源的属性,这两种属性促使未来能源慢慢的都往氢走,电、氢、热将构成我们未来的能源体系核心。” 

“两条绿氢的路线可以投资” 

整个世界的经济正在由碳氢经济往碳水经济转换,原来地底下挖出来的煤和石油,叫碳氢,现在利用绿氢就可以合成碳水化合物,这是碳水。这是历史的发展趋势,就是人类要通过地球上可持续生长出来的东西来合成我们所需要的化合物。 

所以,未来我们两条绿氢的路线都不能放弃,一条就是光伏或者风力发电,来电解制氢,然后通过储存氢气来储能;还有一条路线就是种植植物,生物发酵制乙醇,然后通过乙醇、甲醇或者氨来重整制氢。这两条路线大家都不要放弃,都可以投资。 

“氨是一个非常好的储氢介质” 

氨储氢量非常大,氨气每立方米储氢量低于甲醇,但是高于其他的储氢介质,液氨的储氢量高于甲醇。氨与绿氢比较容易耦合,氮气和电解水制氢,就可以直接制成氨。在我国的西部地区,很适合用氨来储存氢。 

氨是一个非常好的储氢介质,“以前我们的合成氨是当肥料用的,而且容易运输、液化,而且安全,因为氨是点不着的,这一点必须要引起重视,因为日本已经开始往氨走了。氨的分解比较容易,分解出来是纯的氮气和氢气,把它直接加到燃料电池里面也不会影响燃料电池的性能。” 

柴茂荣说,“当我们说氢很危险的时候,就发现了在氢里面有一个氨,这个方向有重点研究的价值。” 

“氢的价格肯定会降下来” 

目前我国的氢产量大概占世界1/3,是世界上产氢最大的国家。柴茂荣认为,目前我们国家氢能产业面临的最大问题是产业链还没打通,导致用氢的成本非常高,只要打通了产业链,价格肯定会降下来。 

“实际上,制氢成本我们一公斤也就是十来块钱,按汽油换算的话,也就一块钱一升汽油,为什么会这样?因为水比油便宜并且多,但中间环节提纯给加20块钱,运输给加20块钱,到加油站再给加20块钱,60块钱加了以后肯定比汽油贵了,这个问题现在解决不了。”柴茂荣特别强调:“大家一定要明确:氢不贵。因为来自于水,但是贵在中间倒的过程太多,给倒贵了。” 

“我们把整个产业链难点全解决了” 

柴茂荣是国内外著名的燃料电池专家,国家“大国工匠”称号获得者,他主要从事汽车尾气净化催化剂,锂离子电池正极,电解质材料,氢燃料电池、电极触媒材料以及贵金属分散技术的开发研究工作。 

如今身为国家电投氢能公司首席技术官的他,曾在上世纪八十年代到日本留学,并在日本相关企业从事贵金属催化剂与燃料电池开发工作长达三十多年之久。可以说,他亲身经历了日本在氢能产业的发展布局历程。2017年回国后,他积极投入到中国的氢燃料电池的研发。 

关于回国后的工作,柴茂荣谈到:“我回来了以后,发现一个东西都没有,我就从催化剂开始做起,先把催化剂解决了,然后把双极板、膜电极、质子交换膜……都解决了,最后把整个产业链的难点问题全解决了。因为相关的材料、设备国内一个都买不着,我们团队全部把它给做完了,回来四年多,就做了这么点工作。”

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