发展氢能源，不能等到石油消耗殆尽之时

日前，国务院常务会议讨论通过了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，明确了七大新兴产业的发展方向。其中，新能源汽车产业作为七大产业之一被单独列出来，国家对新能源汽车的重视可见一斑。这也引发了人们对清洁能源氢能源的高度关注，作为节能减排和绿色能源的首选，氢能源被寄予厚望。氢能源目前在我国的发展现状如何？氢能源目前在中国能源市场上的占有率是多少？发展氢能源最亟待解决的问题在哪个方面？中国经济导报记者就这些问题对国家科技部氢能“973”项目原首席科学家、清华大学核能与新能源技术研究院研究员毛宗强进行了专访。 我国在制氢环节的某些领域位于全球前列 　　中国经济导报：根据“十二五”规划的内容，我国不久前颁布了战略性新兴产业规划，把新能源汽车放在非常重要的位置，之前也有很多有关新能源汽车中氢能电池使用的报道，这一领域也是您致力于研究的一个方向，氢能在中国的发展现状到底是怎样的，氢能在国内发展的潜力如何，请您简单地介绍一下？ 毛宗强：氢能源不仅在中国，在全世界都有巨大的发展潜力。现在很多人都已经意识到，在将来石油消耗殆尽的时候，汽车的动力来源便会是氢能源。目前氢能源的主要存在方式是氢气，氢能源在中国的发展使用现状可以从以下几个方面加以分析。 首先，氢气的制备。我国在制氢环节的某些领域位于全球前列。在化石能源制氢方面，我国在鄂尔多斯(600295,股吧)建成全世界最大的制氢工厂，用煤制氢，氢气年产量达18万吨。氢气的来源比较广，水在一次能源的作用下就可得到氢气。所以只要有取之不尽用之不竭的可再生能源和水，就可以源源不断地生产出氢气，摆脱对化石燃料的依赖。虽然目前我国还是主要依靠使用化石能源制氢，但是随着科技的发展和制氢技术的不断提高，最终可以在没有煤、石油等化石能源的条件下制氢。而且使用可再生能源制氢没有任何排放，不会造成环境污染。 其次，氢气的储存。氢气的储存主要有3类方法。第一种方法是将氢气加压装到罐子里。现在我国能够做出承受压力大、质量又比较轻的罐子，可生产300多公斤压力的氢气储罐。在高压储氢方面，我国制成了全球容积最大的储氢罐。第二种方法就是把氢气以液体的状态储存，主要用于发射火箭。第三种方法是把氢气变成固体，存入到一种固体的合金，我们叫做“储氢合金”，它可以在特定的环境下储存和释放氢气。全世界储氢合金的产量几乎都集中在中国和日本，我国比日本的产量还大，每年大概能生产10000吨，主要因为我国具有稀土资源优势。 最后，氢气的使用。氢气有两大类使用方法。第一类被称为“热化学”方法，即燃烧。另一类被称为“电化学”方法，比如氢燃料电池车就是将氢经过电化学产生电，进而为汽车提供动力。但不管哪一类使用方法，最终氢都要跟空气中的氧化合生成水，氢气从水来，又生成水，节能环保优势明显。至于氢能源的发展速度，很多人都认为需要30～50年的时间，我的看法完全不同，我认为几年之后就会开始氢能源汽车市场，当然要达到相当规模还是需要很多年的。 加氢站数量和燃料电池发电机寿命制约氢能源汽车发展 　　中国经济导报：在氢能源使用方面来说，除了氢能源汽车行业外，氢能源还能用于哪些方面？ 毛宗强：刚才讲过，氢能源燃料电池属于“电化学”使用范畴。电化学方法做出的氢能源电池可大可小。小可以小到一瓦，甚至小于一瓦；大可以大到几千瓦，甚至若干兆瓦。单独成块的燃料电池可以按要求拼接或者拆解，这种灵活性大大拓宽了其使用范围。比如小的燃料电池可以给笔记本电脑供电；100瓦左右的可以用于自行车或者部队战士用电源；几千瓦的可作为小型的备用电源；几十千瓦的可用于汽车；更大的可用于飞机、潜水艇等。现在的首要任务是建加氢站。我们做了非常详细的计算，使用手机需要的中继站在全国大概有140万个，每个站都需要大概几千瓦的电源，目前这些电源都是由铅酸电池供给，而铅酸电池污染严重。如果用氢能源电池替代铅酸电池，不仅环保，而且经济。氢燃料电池备用电源的初始投资比铅酸电池高，但其运行维护费用低。这样，使用10年便可节省一半的费用。今年年底就会有几十台、上百台的氢燃料电池替代铅酸电池的示范，示范成功后很快就会大规模替代。氢能源在不久的将来就会切实被应用于各个领域，不再“只闻其说，不见其用”。 中国经济导报：目前，欧美各国已将氢能源确定为维系经济繁荣和国家安全的重要技术，氢能有望成为维系经济的基础能源。与发达国家相比，我国氢能源的发展有哪些不足之处？ 毛宗强：前面提到，我国在制氢和储氢环节的某些领域位于全球前列。但是我国在氢能源推广使用方面还有待进一步提高，而阻碍氢能源推广使用又存在着各个方面的原因。 第一，我国缺少加氢站。现在全世界有200多个加氢站，美国的好几十个加氢站主要在加州，所以美国现在有条件买一些氢能源汽车。然而中国现在几乎没有加氢站，这成为氢能源汽车推广使用的一大掣肘。以奔驰为首的一共大概8家公司，包括通用、丰田、本田、现代等，早在两三年前就宣布要尽量多建加氢站。比如德国计划到2015年要建成1000个加氢站。有人担心：氢燃料电池汽车是不是很贵？ 德国奔驰的定价是2015年5万美元一台，也就是说才30多万人民币，比36万人民币的比亚迪(002594,股吧)E6还便宜。氢能源汽车价格不算高，因此，只要建好了加氢站，其市场潜力巨大。韩国现代和日本丰田都计划于2014年实现产业化，年产上万台氢能源汽车；我国上汽也计划到2015年生产1000台氢能源汽车。总而言之，氢能源汽车是大势所趋，也已在发展当中。 第二，氢能源汽车相关技术水平有待提高。目前国外氢燃料汽车中的燃料电池发动机的寿命可达一万个工作小时，汽车坏了，其燃料电池发电机还可使用。按平均每小时60公里的速度来计算，可行驶60万公里，而一般的汽车还未行驶50万公里就报废了。奔驰汽车公司曾经对其研制的氢能源汽车做过展示，给人深刻印象：能够驾轻就熟行驶上万公里。与发达国家相比，我国的不足之处在于燃料电池发电机目前的使用寿命仅为两、三千小时，大概相当于发达国家燃料电池寿命的1/3，这是个严重问题。如果发电机电池的寿命短于汽车本身的寿命，其销路肯定会受到严重影响。所以我们要加紧努力提高发电机相关技术水平，使氢能源汽车更加具有实用价值。 第三，利用HCNG（氢气/天然气混合气）作为新能源汽车燃料。我国天然气汽车发展迅猛，2000年我国只有一万台天然气汽车，2011年有100万台，现在更多。有报告指出，压缩天然气汽车以每年30%的速度增长，液化天然气汽车以每年20%的速度增长。清华大学的研究发现，在天然气里混合部分氢气，效果比纯天然气更好，也经过了实验证明。因为氢气的性质，不仅热值，还包括燃烧的速度及点火能量与现有的汽油、柴油和天然气有很大的不同。我们都知道氢气易燃，即需要的能量很小，一点火星就能使其燃烧。氢气跟汽油、天然气混合都能带来更高效益。已经建成4辆HCNG大客车，实地运行的结果非常令人满意，去年国家能源局召开的鉴定会对这项HCNG发动机技术给予了很高评价。现在比较现实的问题就是加氢难。我们氢能专业委员会呼吁使用HCNG，也正努力朝氢能汽车这个方向发展。HCNG效果好，价格便宜，且节能减排，又容易推广。这项技术非常实在，推广之后，消费者、政府、环境都会受益。目前，山西省国新能源发展集团有限公司在山西河津建成日产20万立方米天然气与氢气的混合燃料的加注站，其中天然气占20%。