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发展氢能源须先厘清概念问题

时间:2018-01-18 14:03来源:中国科学报 作者:综合报道
点击: 次

　　众所周知，氢能是无污染、零排放的绿色能源，常被委以“减碳加氢”“改变能源结构”的重任。殊不知，决定能否改变能源结构的并不是氢，而是拿什么来制氢。
 
　　自然界并不天然存在氢。因此即便氢是高效的能量载体，它也不能与一次能源相提并论。要利用氢能，首先要制氢。如用电解水的方法制氢，就需要以消耗电力为代价——如果是煤电，意味着还是要烧煤；如果是可再生能源发电，就等于利用了可再生能源。所以即便是使用氢能，也是由“用什么来制氢”影响着能源结构。这也是为什么多年来人人皆知氢是好的能量载体，但始终没有得到大规模利用的原因。
 
　　有观点提出能源结构转型本质上是燃料的“减碳加氢”，细究此言恐怕不够全面。从燃料由煤到油再到天然气的变迁来看，的确是减碳加氢的过程。但也应注意到，能源转型的另外一个重要的方向是“减碳不加氢”。如风、光、水及核能、地热能等都是减碳而不加氢的。全面地说，能源的低碳转型一类是化石能源的减碳加氢，一类是向非化石能源转型。当然，非化石能源也可以用来制氢。
 
　　提到氢能利用规模，冰岛是个特例——这个仅有33万人口的岛国几乎全部机动车和渔船均使用氢燃料作为动力。这是为什么？冰岛几乎100%的电力来自水力和地热能，这些可再生能源对于冰岛来说足够“便宜”，因此冰岛得以有条件大规模制氢。
 
　　中国目前满不满足这个条件？十几年前，有人看到“冰岛模式”，宣称人类要进入“氢经济时代”。这是对能源的复杂性认识不够。中国要规模用氢，首先要解决规模制氢问题。如果用高碳排放的方式制氢，显然就违背了用氢的初心。要发展氢能，首先要有足够的可再生能源。
 
　　我国现在太阳能、风能等清洁能源的发电量还很少，还不够便宜。不过，个别地区有时候太阳能、风能超过了上网负荷，只好弃掉，非常可惜。这部分能量其实可以拿去用来电解水制氢，不失为一个解决“上网难”的办法。
 
　　当然弃风、弃光甚至弃水的问题背后还存在电网对新能源电力不够“友好”的情况，这其中既有技术原因，也有体制上、地方利益方面的一些问题。所以说能源革命既有技术革命，也有体制革命，这就是另外一个话题了。总之，只有大规模地、便宜地发展可再生能源，中国才能走向用氢的道路。
 
　　最后谈一下用氢。在氢能利用上，氢燃料电池被提及最多。氢燃料电池固然是一种非常好的用氢方式，但也并非只有这一条渠道，比如液化氢也可以直接用作能源。这涉及到氢的液化、储存、运输等具体的技术问题，相信技术上能够解决。
 
　　（作者系中国工程院院士杜祥琬，根据其口述编辑整理）
(责任编辑：admin)
文章标签： 氢燃料电池 氢能源 制氢
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