○ 文/本刊記者 鄭 丹
以減少排放為初心,最終使用清潔能源制氫,才能實現(xiàn)氫產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
特斯拉發(fā)布第一款純電動汽車Roadster后,曾面對電力來源仍是化石燃料的挑剔。通過收購太陽能面板公司SolarCity,特斯拉使自己的電動車實現(xiàn)了清潔能源發(fā)電。
這個問題同樣拋給了氫。
十年前,朱棣文提問:氫的來源是什么?
十年后,中國工程院院士、國家能源專家委副主任杜祥琬院士指出:“發(fā)展氫能的初心是要減少碳排放和溫室氣體排放。是否符合初心,取決于用什么方式制氫?!?/p>
他指出,當(dāng)前對于氫的許多提法,如“終極能源”是否合適可以探討;發(fā)展氫燃料電池交通用能是最現(xiàn)實也是比較主要的方向。
中國石油石化:杜院士,您好!當(dāng)前,關(guān)于氫有許多說法,比如“終極能源”“減碳加氫”。在您看來,氫是不是“終極能源”或者“基礎(chǔ)能源”?
杜祥琬:我曾經(jīng)和一些同志討論過“終極能源”的問題?!敖K極能源”是什么呢?意思是人類最終依靠的能源,即人類使用的能源最終就靠氫能。但氫是二次能源,需要由一次能源產(chǎn)生。二次能源不可能成為“基礎(chǔ)能源”,因為它需要靠其他的能源制造出來??梢哉f一次能源是氫能之母,離開一次能源,氫能就是無源之水、無根之木。
所以說,人類社會只依賴氫能,而沒有可制氫的一次能源,與實際不符。一些媒體說氫是“終極能源”“基礎(chǔ)能源”,這些說法是否合適,可以探討。
中國石油石化:那么,人類社會的“終極能源”是什么?
杜祥琬:人類社會有沒有“終極能源”呢?我的想法是真的有“終極能源”,而這個“終極能源”仍然離不開氫。但這個氫,不是現(xiàn)在我們講的氫。
我們現(xiàn)在講的氫是氫分子。真正的“終極能源”靠的氫是氫原子,即通過氫核聚變產(chǎn)生供人類生存和發(fā)展所需的能量,包括太陽內(nèi)部的氫核聚變(太陽能)和地球上的氫核聚變。人們在研究氫核聚變,“人造太陽”研究一旦取得突破,人類未來的能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生巨大變化。
中國石油石化:在您看來,能源社會轉(zhuǎn)型的進化史是不是呈現(xiàn)出“減碳加氫”的特點?
杜祥琬:對于整個能源轉(zhuǎn)型的進化史就是“減碳加氫”的這個說法,我打了一個問號,我們需要思考這個問題。
能源的發(fā)展從煤到油、到氣,似乎是減碳加氫。但能源轉(zhuǎn)型一個非常重要的內(nèi)容是從化石能源轉(zhuǎn)向非化石能源發(fā)展,轉(zhuǎn)向太陽能、風(fēng)能等,這是減了碳。但減了碳,需要加氫嗎?我看不一定,太陽能、風(fēng)能可以直接發(fā)電,并不一定需要加氫。
中國石油石化:日本把在2040年前發(fā)展成“氫經(jīng)濟社會”作為努力方向。您如何看待氫能社會?
杜祥琬:氫能社會,日本給了一個定義,指的以氫為主要能源的經(jīng)濟社會。如果一個社會是以氫為主的經(jīng)濟社會,那么,把它叫作氫能社會不過分。但是,有這樣一個社會嗎?氫本身不是一次能源,是二次能源,可能成為二次能源一個非常重要的部分。但會有一個不要一次能源的氫能社會嗎?而且二次能源還有電、還有熱,人類會有一個二次能源都用氫的社會嗎?
當(dāng)下,我們處在能源結(jié)構(gòu)還是以化石能源為主,逐步轉(zhuǎn)型為非化石能源為主的社會。未來,氫的大規(guī)模生產(chǎn)制作能夠?qū)崿F(xiàn)依靠非化石能源的話,不如把這樣的社會稱為“非化石能源社會”。這才是實在的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮涂茖W(xué)的提法。
中國石油石化:在您看來,我國應(yīng)如何發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)?
杜祥琬:水力和地?zé)豳Y源豐富的冰島是一個交通能源的氫能社會。冰島全國的16座加氫站就能為所有車輛提供能源。目前,世界上還沒有哪一個國家把冰島的模式進行推廣。歐洲也好,美國也好,日本也好,雖然氫能在發(fā)展,但并不像冰島具有這樣的條件。
氫的用途有很多種,發(fā)展氫燃料電池交通用能是最現(xiàn)實也是比較主要的方向。比起“氫能社會”,對我國來說,現(xiàn)階段扎實做好“氫動力汽車革命”更加實際。所以,我國要扎扎實實做好燃料動力氫,因為將來交通能源轉(zhuǎn)型要用到它。
發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)要達到明確的指標(biāo),要從客觀上以一個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的視角來衡量,如氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展到底減排了多少二氧化碳,用這個來衡量發(fā)展氫能源的戰(zhàn)略目標(biāo)是否實現(xiàn)、是否達到了規(guī)模化、對能源轉(zhuǎn)型是否起到了重要作用。
中國石油石化:您提出發(fā)展氫能要不忘初心,為什么您認(rèn)為這一點非常重要?
杜祥琬:發(fā)展氫能的初心是減少碳排放、溫室氣體排放。發(fā)展氫產(chǎn)業(yè)是否符合初衷,取決于用什么方式制氫。
現(xiàn)在,制氫的技術(shù)很多,需要分析、需要選擇。雖然化石能源和非化石能源在技術(shù)上都可行,但更大規(guī)模的產(chǎn)氫應(yīng)該立足于可再生能源制氫,這樣才能做到全產(chǎn)業(yè)鏈從頭到尾盡量沒有排放。煤制氫不是不可行,但氫替代油作為燃料,燒了煤省了油,結(jié)果只是燃油車的排放轉(zhuǎn)移。這樣一個結(jié)果是不是符合我們的初心?所以,當(dāng)前可以用化石燃料制一點氫,但最終要走向“綠氫”,就是可再生能源制氫。
氫能的可持續(xù)性將成為長遠的經(jīng)濟性。所以,比起目前的經(jīng)濟性,我們更應(yīng)關(guān)注氫產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展的可持續(xù)性。只有大規(guī)模、足夠便宜地使用可再生能源等非化石能源制氫,中國才能走上可持續(xù)用氫之路。
中國石油石化:在您看來,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)有哪些值得借鑒和推廣的典型?
杜祥琬:歐洲提出能源系統(tǒng)將由太陽能和風(fēng)能等可再生能源來主導(dǎo),由可再生能源產(chǎn)生的綠色氫能和綠色電力取代化石燃料。日本提出利用可再生能源電力制氫,采用的是P2G技術(shù),這項技術(shù)當(dāng)前被市場所看好。美國在能源部能效和可再生能源辦公室下設(shè)燃料電池技術(shù)辦公室,把氫和可再生能源一起進行管理。
我國的吉林白城利用太陽能和風(fēng)能發(fā)電,用電解水制氫,并延伸至全產(chǎn)業(yè)鏈,全過程可實現(xiàn)零排放、零污染和可持續(xù)。河北省張家口也利用風(fēng)、光資源優(yōu)勢低成本制氫,并發(fā)展以大巴車、物流車為主的氫燃料電池車。這兩個例子,制氫的源頭是風(fēng)、光,做到了零排放、零污染,整個思路非常清晰,是值得肯定的。