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咨詢:400-110-956601衣寶廉院士:預計2030年前后燃料電池轎車進入尋常百姓家

氫源成本降至30元/公斤以下時才能與油車競爭!只有當氫源成本降至每公斤30元以下,燃料電池汽車才可能與傳統(tǒng)燃油車在市場上真正一決高下。衣院士強調(diào),實現(xiàn)無補貼燃料電池車商業(yè)化,必須解決兩大核心問題:一是大幅度降低燃料電池發(fā)動機的成本,二是削減加氫站的建設與運營成本。通過技術創(chuàng)新、國產(chǎn)化和規(guī)?;a(chǎn),我們有望將燃料電池車的成本降低到與鋰離子電動車相當?shù)乃剑罱K與燃油車形成直接競爭。這是一個關乎未來能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略性任務,衣寶廉院士的見解為我們揭示了實現(xiàn)這一目標的關鍵路徑。預計2030年前后燃料電池轎車進入尋常百姓家。
02雷憲章院士:電解水制氫是光伏、風電就地消納的一個核心手段

氫能發(fā)展有兩個底層邏輯,一是氫能作為未來能源重要的補充,更多的是替代化石能源的燃燒屬性和大型離網(wǎng)動力屬性, 二是發(fā)展的氫能實際上是綠氫。“我們的電解水制氫,它更多針對在發(fā)展光伏、發(fā)展風電過程中要就地消納的一個核心手段。把廢的電變成另外一種形式的能源,這個能源就是氫,把氫能儲存起來就能形成電氫耦合協(xié)調(diào),建設新型能源系統(tǒng)?!彼拇òl(fā)展氫能潛力巨大,通過電解水制氫、SOFC等技術有效消納風電、光伏發(fā)電、水電等可再生能源電力,助力實現(xiàn)雙碳目標、推動川渝氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。
03歐陽明高院士:預計2030年,綠氫的規(guī)模將達到500-1000萬噸

氫儲能的應用范圍很廣泛,儲能的需要越來越大,長周期儲能主要靠氫儲能。中國在氫能核心技術方面,主要是燃料電池和電解槽方面已經(jīng)取得重大的技術突破,但還要繼續(xù)優(yōu)化升級,尤其是燃料電池的耐久性還需提高?!邦A計2030年,綠氫的規(guī)模將達到500-1000萬噸(作為參考:歐盟屆時目標是1000萬噸),我們要以綠氫低成本為源頭,以多源頭商業(yè)化應用來拉動,帶動綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?!?/span>
04干勇院士:先利用好1000億度廢電、1000萬噸工業(yè)副產(chǎn)氫

能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換和優(yōu)化有兩條路徑:一是不可再生的化石能源被可再生的綠色能源替代;二是高碳向低碳過程的過渡。目前氫能的利用,特別是在汽車燃料電池上實現(xiàn)了應用的突破。“在制定整個氫能發(fā)展的國家戰(zhàn)略中,要利用好現(xiàn)在棄光、棄風、棄水這1000億度電,包括優(yōu)先利用好1000萬噸工業(yè)副產(chǎn)氫,這“兩個1000”我們要用好。同時,在重型柴油車密集的港口地區(qū),從物流或重卡起步,以建立氫能體系為基礎,解決當前的霧霾或環(huán)境緊迫問題。當然,我們也要加快研發(fā)好氫燃料電池,把成本降下來、功率提上去,提高運行質(zhì)量?!?/span>
05毛宗強院士:把氫能作為突破口保障能源安全、推動能源體系轉(zhuǎn)型

“把氫能作為關鍵突破口,對保障能源安全、推動能源體系轉(zhuǎn)型的同時促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?!薄霸诙鄠€領域中,氫能的參與至關重要,甚至非‘氫’不可?!痹谇鍧嵞茉粗校瑲浼瓤勺鳛楣I(yè)原料也可作為能源載體,且來源廣泛、清潔無污染、安全性可控,是化石能源向清潔能源過渡的絕佳樞紐。
06李燦院士:氫能和作為“液態(tài)陽光”的甲醇將成為新的儲能形式

“可再生能源要大規(guī)模發(fā)展,就需要‘化學能’。用儲能的技術把波動的電能穩(wěn)定下來,對解決可再生能源的波動性、間歇性意義重大。”“可再生能源發(fā)電的規(guī)律與制氫的規(guī)律吻合的非常好,用制氫技術可以很好的解決可再生能源的儲能以及棄光棄風問題?!薄皻淠芎妥鳛椤簯B(tài)陽光’的甲醇,將成為新的儲能形式,解決可再生資源間歇性的問題,同時解決邊遠地區(qū)難以上網(wǎng)的可再生能源棄風、棄光、棄水的問題,還將成為除特高壓輸電之外,另一種規(guī)?;斔湍茉吹耐緩??!?/span>
07彭蘇萍院士:氫能發(fā)展是一個區(qū)域、一個產(chǎn)業(yè)鏈問題

發(fā)展氫能要抓住六個應用場景。一是氫電耦合,消納可再生能源,提高可再生能源占比。二是煤氣化燃料電池技術應用。三是氫(泛氫)能源耦合煤化工、石油化工,實現(xiàn)碳中和。四是氫(泛氫)燃料重卡等領域應用。五是氫(泛氫)燃料電池船舶應用。六是氫冶金應用?!盀榱藢崿F(xiàn)氫能的全面發(fā)展,不應局限于綠氫,還應考慮包括藍氫在內(nèi)的多種形式。國內(nèi)目前氫能干得好的地區(qū)不是綠氫資源最好的地方,而是工業(yè)發(fā)展較好的地方,因為氫能發(fā)展是一個區(qū)域、一個產(chǎn)業(yè)鏈問題。”
08葉思宇院士:“規(guī)模化+先進技術+與低成本/清潔電”的集成系統(tǒng)才能實現(xiàn)電解水制氫的商業(yè)化目標

在“雙碳”背景下,氫能作為能源技術革命創(chuàng)新行動之一,在碳減排及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著至關重要的作用。與傳統(tǒng)化工燃料相比,氫能具有高含能特性、高能源轉(zhuǎn)化效率及碳零排放三大優(yōu)勢。葉院士強調(diào),燃料電池研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化是一個系統(tǒng)工程,從上游的催化劑、質(zhì)子交換膜等材料的研發(fā),到膜電極結(jié)構(gòu)、性能設計,再到終端的應用,整個過程中涉及到多層次、多產(chǎn)業(yè)鏈、多學科的配合。因此,燃料電池關鍵材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化在燃料電池大規(guī)模商業(yè)化中起著至關重要的作用?,F(xiàn)階段功率密度、壽命、電堆及其關鍵材料及其制造仍急需大幅度提升。在電解水制氫方面,葉院士指出,“規(guī)模化+先進技術+與低成本/清潔電”的集成系統(tǒng),才能實現(xiàn)電解水制氫的商業(yè)化目標。
09陳學東院士:氫氣儲運是氫能產(chǎn)業(yè)鏈重要瓶頸問題

氫能具有大規(guī)模、長周期儲能優(yōu)勢,被認為是可再生能源規(guī)?;玫闹匾d體。中國氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,形成長三角、粵港澳、環(huán)渤海等區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群,帶動產(chǎn)業(yè)規(guī)模十萬億級。中國氫氣產(chǎn)能超過4000萬噸/每年,為全球最大,2022年實際產(chǎn)量3781萬噸。氫燃料電池商用車示范穩(wěn)步推進,交通、儲能、發(fā)電、工業(yè)等多元應用生態(tài)加速形成。氫氣儲運是氫能產(chǎn)業(yè)鏈最重要環(huán)節(jié),關系氫能使用安全性和經(jīng)濟性,日益成為瓶頸問題。
10郭烈錦院士:氫能產(chǎn)業(yè)的需求規(guī)模實際上是數(shù)十萬億級別,投資長遠收益巨大

構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)鏈,我認為必須緊緊圍繞實現(xiàn)“雙碳”目標、推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標,從上游氫氣制取、中游儲運加注到下游推廣應用全面展開。就氫能應用而言,交通能源在我們能源轉(zhuǎn)型中只占很小一部分。目前我國二氧化碳排放量達到100億噸到110億噸,而交通能源排放不到10億噸,這意味著90%的排放來自其他工業(yè)領域。因此,能源轉(zhuǎn)型的關鍵是采用新的、綠色的生產(chǎn)方式,改變目前的發(fā)電、供熱以及工業(yè)和農(nóng)業(yè)用能模式。從這個角度預測,氫能產(chǎn)業(yè)的需求規(guī)模實際上是數(shù)十萬億級別,如果投資界現(xiàn)在大力投入氫能源的開發(fā)和推廣,從長遠來看,無疑將帶來巨大收益。發(fā)展氫能經(jīng)濟有兩個關鍵突破點:一是顛覆現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)的低價格;二是環(huán)境友好型的生產(chǎn)方法。
11謝和平院士:海水直接制氫有望開辟氫能源技術和產(chǎn)業(yè)化新賽道

海水電解制氫是未來能源體系重要發(fā)展路徑。傳統(tǒng)海水間接制氫技術先淡化后制氫,依賴復雜的海水淡化工藝和設備,占用面積大、投資成本和工程難度高。自20世紀70年代初期,科學界便開始探索海水直接電解制氫的可能性。在過去幾十年中,包括美國斯坦福大學、法國國家科學研究中心、澳大利亞阿德萊德大學、中國科學院在內(nèi)的多個國際知名研究機構(gòu),通過催化劑設計、膜材料科學等策略,對海水直接電解制氫中的氯離子干擾、鈣鎂鹽沉淀以及催化劑失活等關鍵難題進行了深入研究。
12凌文院士:解決清潔能源很重要的思路是氫,氫能是能源清潔化發(fā)展的重要方向

“解決清潔能源很重要的思路,是氫?!睔淠荛_發(fā)與利用是能源清潔化發(fā)展的重要方向。在優(yōu)化能源系統(tǒng)方面,氫能作為一種二次能源,可實現(xiàn)多異質(zhì)能源跨地域和跨季節(jié)的優(yōu)化配置,形成可持續(xù)高彈性的創(chuàng)新型多能互補系統(tǒng);在提高能源安全方面,發(fā)展氫能源配合燃料電池技術,有助于大幅度降低交通運輸業(yè)的石油與天然氣等的消費總量,降低二者對外依存度;在提高可再生能源利用率、促進能源革命方面,氫作為能源互聯(lián)媒介,可通過可再生能源電力制取,通過氫氣的存儲或氣體管網(wǎng)的運輸,實現(xiàn)大規(guī)模的儲能及調(diào)峰,實現(xiàn)電網(wǎng)和氣網(wǎng)的耦合,增加電力系統(tǒng)靈活性。
13丁文江院士:用鎂合金來解決氫能儲運,對中國而言有著天然的優(yōu)勢

“用鎂合金來解決氫能儲運,對中國而言有著天然的優(yōu)勢。中國的鎂資源豐富,占全世界鎂資源的50%左右,不需要進口。到目前為止,中國金屬鎂產(chǎn)量約占世界的90%。中國可以充分利用優(yōu)勢資源,結(jié)合技術創(chuàng)新,推動氫能產(chǎn)業(yè)邁上新臺階。”我國甲烷資源十分豐富,既能從大量的濕垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物等富含碳氫元素的有機固體廢物中制取,又能從煤層氣、焦爐煤氣及其油頁巖裂解氣中分離出來,“金氫工程”可以廣泛在垃圾發(fā)電廠等場景中使用。如果將低品質(zhì)的煤先轉(zhuǎn)化成甲烷,再通過“金氫工程”轉(zhuǎn)化為高純氫和高純碳材料,就可實現(xiàn)近零碳排放。高純度氫氣可以大批量固態(tài)存儲,并運輸?shù)较鄳氖褂脠鼍埃瑢⒄嬲龑崿F(xiàn)“灰氫”變身“綠氫”的飛躍。煤和鎂,是我國最為豐富的兩種資源,通過“金氫工程”最終共同服務于氫能的發(fā)展。
14常焜院士:光能轉(zhuǎn)換為氫能的技術開發(fā),光解水制氫技術可使成本降低到7.8元/公斤

“經(jīng)濟性最好的兩種將光能轉(zhuǎn)換為氫能的路線分別是,用光伏發(fā)電、電解水制氫,以及直接在催化劑的作用下用光分解水制氫?!睆奈磥砬熬耙?guī)劃來看,光伏和風電包括新能源轉(zhuǎn)換的看法有兩條路線,一是現(xiàn)有路線,光伏風電配相對安全的水系儲能,這個過程盡量加氫氧分離,這樣可以使得能量效率最大化,而且這套體系在未來的加氫站上用最合適不過了,本身就要電解水產(chǎn)生氫氣,同時產(chǎn)生的電力配這樣體系可能會更好一些;二是太陽光直接制氫,經(jīng)過氫氧分離,與制氨工業(yè)進行更有效地結(jié)合,對綠色生態(tài)和永續(xù)發(fā)展做出貢!光解水制氫技術可使成本降低到7.8元/公斤。
15楊春和院士:氫能5年內(nèi)有望走入千家萬戶!

樂觀估計,5年之內(nèi),通過技術的升級以及氫能源相關知識的科普,老百姓會接受氫能用于日常生活。氫能因為具有來源廣、熱值高、無污染、應用場景豐富等特點,是未來人類生活在地球上的賴以生存的能源之一。面向未來,深地儲氫是實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略和確保國家能源安全的迫切需求,已經(jīng)被列為“十四五”儲能發(fā)展規(guī)劃,是我國儲能優(yōu)先發(fā)展方向。氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關的科技創(chuàng)新和技術研發(fā)將成為新學科發(fā)展方向,電解水制氫、管道輸氫、地下儲備、加氫站等全產(chǎn)業(yè)鏈關鍵技術需重點攻克。
16管曉宏院士:氫賦能分布式零碳智慧能源系統(tǒng)

"能源電力系統(tǒng)綠色化勢在必行,經(jīng)濟儲能技術是利用可再生新能源的關鍵,也是為未來算力系統(tǒng)和通信系統(tǒng)提供綠色能源的基礎;氫能賦能的供電、多能儲能、轉(zhuǎn)換和互補的控制優(yōu)化,能夠?qū)崿F(xiàn)局域能量平衡,保證系統(tǒng)經(jīng)濟性,構(gòu)建市場可復制的分布式零碳能源系統(tǒng);氫賦能分布式零碳智慧能源系統(tǒng),將可能深度改變能源結(jié)構(gòu),為未來分布式數(shù)據(jù)中心、高速通信站點提供零碳能源,實現(xiàn)以綠色、分布、市場為標志的能源革命。
17黃其勵院士:氫電協(xié)同為新型能源系統(tǒng)提供有力支撐\電-氫-碳耦合處于探索階段

"通過電-氫-碳耦合的方式,新能源電力為主要能量來源,以水、空氣和煤電排放的二氧化碳等為原料,實現(xiàn)電、氫、氨、醇聯(lián)產(chǎn)。目前,電-氫-碳耦合處于探索階段,是具有前瞻性、基礎性和開拓性的科學問題,涉及電力系統(tǒng)、優(yōu)化控制、材料學、熱能工程、化工和海洋等多學科。"整個鏈條不同環(huán)節(jié)的研究進展和技術水平區(qū)別較大,例如其中涉及的電制氫、儲氫、新型儲能技術進展迅速,但經(jīng)濟性還有待提升;碳捕集及利用技術還處于工程示范階段,受限于經(jīng)濟性尚未大規(guī)模推廣;合成氨、合成甲醇等技術已經(jīng)較為成熟,廣泛應用于化工行業(yè),但與新能源電力相結(jié)合還需要提高其適應性和柔性;燃煤摻氨發(fā)電、氫燃氣輪機等技術處于試驗示范階段。
18孫世剛院士:氫能電化學關鍵技術挑戰(zhàn)及其研究

在8月25日舉辦的上海會議上,中國科學院院士孫世剛在題為《氫能電化學關鍵技術挑戰(zhàn)及其研究》的主旨發(fā)言中表示,氫能電化學關鍵技術包含電解水制綠氫和氫燃料電池,設計和開發(fā)高活性、高穩(wěn)定性的催化劑是推進其快速發(fā)展的關鍵,其中非貴金屬催化劑是重要的研究前沿。孫世剛指出,目前利用可持續(xù)能源電解水制氫已經(jīng)成為新熱點,也是未來的必走之路。同時他建議,產(chǎn)業(yè)界要開展原創(chuàng)性基礎研究,探索新原理、發(fā)現(xiàn)新機制、構(gòu)建新體系,是氫能持續(xù)發(fā)展的動力和源泉。
19徐春明院士:雙碳戰(zhàn)略下綠電氫技術發(fā)展、氫能是絕對的主角、熱點

在5月29日舉辦的中關村論壇上,中國科學院徐春明院士圍繞雙碳戰(zhàn)略下綠電氫技術發(fā)展進行主題發(fā)言。雙碳戰(zhàn)略下GDP的增長和對能源的依賴是一個剛性關系,任何經(jīng)濟發(fā)展都必須依靠能源的輸入。我國能源消費總量隨著我們經(jīng)濟的快速發(fā)展,必然還會快速增加。但是能源的消耗不一定意味著二氧化碳的排放,我們用綠電、綠氫就是無碳的能源,這也是一個基本的關系。從長遠來看,能源的結(jié)構(gòu)調(diào)整是根本,過程中我們當前其實很大的壓力是來自于二氧化碳:怎么在短時間內(nèi)使得二氧化碳排放控制,同時還要對二氧化碳實行處置,就變得尤為重要。因此,現(xiàn)在氫能成為了絕對的主角、熱點。
20張鎖江院士:從產(chǎn)能端、用能端和碳匯端“三端”發(fā)力

在5月20-23日舉辦的2023大灣區(qū)科學論壇上,張鎖江指出工業(yè)碳減排是重中之重,需從產(chǎn)能端、用能端和碳匯端“三端”發(fā)力,通過技術變革實現(xiàn)碳中和。張鎖江院士分享了三個領域低碳技術的最新進展。首先是工業(yè)低碳技術,工業(yè)領域里面最主要的行業(yè)是鋼鐵、有色、化工和建材,這一體系的“低碳化”是要將原來生產(chǎn)所用的熱碳驅(qū)動改成電氫驅(qū)動,將原來用碳還原的過程全部改成用氫還原;第二是能源低碳變革。在氫能的發(fā)展上,當前合成氨排放約2億噸的二氧化碳,占我國總碳排約2%。將來,可以利用可再生能源通過電解水制出“綠氫”,氫氣再與空氣膜分離獲得的氮氣通過電熱催化合成氨,以降低碳排放;第三是碳捕集利用技術,即用物理化學方法把二氧化碳捕集起來,作為原料再與氫結(jié)合,通過熱、光、電及生物轉(zhuǎn)化的方法來合成化學品及材料,比如合成乙醇等,真正實現(xiàn)“變廢為寶”。

張躍院士表示,鋼鐵行業(yè)是我國碳減排的主戰(zhàn)場,構(gòu)建基于氫冶金技術路線的冶金新生態(tài),將加速鋼鐵工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型?!皻淠苁抢硐氲那鍧嵞茉?,是面向國家重大戰(zhàn)略需求、破局全球‘碳中和’問題的關鍵。國內(nèi)綠氫市場需求規(guī)模陡增,預計到2060年,電解水制綠氫需求將達1億噸,占國內(nèi)氫能市場總量的80%以上?!?/span>
張躍院士說,綠氫較灰氫與藍氫碳排放優(yōu)勢顯著,但當下綠氫價格居高不下,制氫電耗仍是制約其替代傳統(tǒng)灰氫的主要瓶頸。目前,堿性電解水制氫技術是綠氫中國市場的主體技術路線,堿性電解槽需求正以‘中國速度’爆發(fā)式增長,大型綠氫堿性電解槽示范項目已高頻放量。預計到2030年,堿性電解槽市場規(guī)模將超千億元??梢哉f,綠氫關鍵裝備的發(fā)展突破是氫能市場高速發(fā)展的核心保障。

2050年左右電氣化可能覆蓋60%的領域,但還有40%左右的領域不能電氣化。要實現(xiàn)碳中和目標,可再生能源是核心,大力發(fā)展氫能是關鍵?!半娊馑茪湟欢ㄊ潜亟?jīng)之路,要綠色一定要這樣做?!卑藕蛷娬{(diào)。電解水制氫也有不同路線,最早是通過堿性電解槽,但在特定應用場景中,質(zhì)子交換膜的優(yōu)勢日漸明顯,其市場滲透率預期會逐步擴大。電解水制氫未來發(fā)展的關鍵問題有兩個,一是提高效率,二是降低電價。“氫的價格與電價是耦合的。估計到2050年進步以后,電解水制氫就能達到12、13塊一公斤的價格。”屆時其經(jīng)濟性會優(yōu)于煤氣化制氫。基于我國目前的產(chǎn)業(yè)及能源結(jié)構(gòu),一下子把化石能源取代不太可行,未來我國一定會走上一條可再生能源和化石能源的融合發(fā)展之路。一方面大力發(fā)展綠電、綠氫等綠色能源,另一方面把降低化石能源耗能、減少二氧化碳排放的問題妥善解決。

發(fā)展可再生能源是保障我國能源安全的重要戰(zhàn)略,隨著可再生能源大規(guī)模高比例發(fā)展,利用可再生能源直接電解水制氫(綠電可離網(wǎng)制氫)不僅可促進可再生能源的大規(guī)模利用,還可大幅降低綠氫成本、實現(xiàn)綠氫制備全生命周期零碳足跡,對我國發(fā)展綠色化工意義重大。氫能上接電,下接萬物,綠氫被寄予了厚望,但是光停留在理論研究層面是完全不夠的,實現(xiàn)綠氫產(chǎn)業(yè)落地的執(zhí)行方是企業(yè),對于綠氫產(chǎn)業(yè)而言需要建立起產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
24曹湘洪院士:積極發(fā)展綠氫產(chǎn)業(yè),是我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要戰(zhàn)略措施

“未來,氫燃料電池汽車將具備替代柴油車、汽油車的潛力,成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢之一。”在中國工程院院士曹湘洪看來,以氫燃料電池汽車為主,結(jié)合綠氫制甲醇、綠氫冶金、綠氫供電供熱等多種應用場景,積極發(fā)展綠氫產(chǎn)業(yè),是我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要戰(zhàn)略措施,也是逐步改變我國能源結(jié)構(gòu)的社會系統(tǒng)工程。

劉科還指出,液體能夠成為人類最佳的能源載體的另一個原因是運輸成本低且可以長期儲存。綠色甲醇把風能、太陽能和劣質(zhì)煤結(jié)合起來。如果將來燃料電池真正發(fā)展,綠色甲醇就是廣義氫能,就是氫的常溫、常壓儲用載體。電動車為了保證600公里的續(xù)航,必須扛著600公斤的電池來回跑,這是對人類能源的浪費。他建議,把600公斤電池減到120公斤,車上裝續(xù)航50公里的“塑料桶”(形容電池儲電)和小型的綠色甲醇增程器,比如從深圳跑長沙,可以用電把這個“桶”加滿,邊走邊充,不需要建那么多快充站。