3月26日,中国科学院院士、西安交通大学教授郭烈锦在博鳌亚洲论坛“加快构建新能源体系,共创世界绿色未来”分论坛中表示,氢和电的最大差别是:电只是一个能量载体,自身不能存储,需要依靠其他方式才能储存;而氢既是能量载体,又是物质转化的单元。
这种秉性决定了在未来的二次能源体系中,氢应被作为主体来对待,与电具有同等重要性。
郭烈锦院士近期发言,系统性阐述了氢电在未来二次能源体系的关系,对我国未来氢能发展具有很重要的指导意义。
郭烈锦院士说了以下几个问题。
氢和电特性与地位差异
电只是一个能量载体,自身不能存储,需要依靠其他方式才能储存;而氢既是能量载体,又是物质转化的单元。这种秉性决定了在未来的二次能源体系中,氢应被作为主体来对待,与电具有同等重要性,(某种角度)甚至比电更为重要。
新能源体系短板及氢的作用
当前新能源体系的最大短板之一是缺乏能够随时随地、因地制宜地存储间歇性、不连续、不稳定可再生能源的二次能源。氢正是这种理想的二次能源。
未来能源体系构建方向
未来的可持续发展能源体系需扩展能源来源,通过全产业链构建,将一次能源高效地转化为清洁、低碳甚至零碳的二次能源,使消费端 100% 使用绿电和氢,最终实现全体系绿色可持续。
氢能发展核心难题
在人类可持续发展的体系中,氢的重要性会越来越显现,今天的能源体系之所以没有把氢作为主体能源来对待,是因为氢的成本太高,包括生产成本、输运存储成本。如何实现氢低成本、大容量、连续高效地生产是最核心的问题。
新能源转型原则与路径
新型能源转型,特别是体系的转型,一定是建立在保障供给安全的前提下,要有一个先立后破的过程。
首先要面对的问题是如何对传统体系、传统产业的运行进行改造;其次,新能源转型涉及从能源生产到消费的全产业链构建,但是其核心是科学技术的发展。
制氢技术与效率提升策略
目前,将煤炭、石油、天然气以及各种含碳废弃物等作为原料,用清洁、不排碳的工艺生成氢的技术已经成熟,且成本较低,比如煤炭超临界制氢 1 公斤成本不到 10 元。
相对于含碳物,绿电制氢的效率更低,当前最先进的光伏发电技术仅能将 20% 太阳能转化为电,如再将这部分电用于电解水制氢,整个过程对太阳能的利用率不超过 10%。
因此,应把太阳能光电效应、光化学效应和光热效应等结合起来,设计新能源转化体系,既产电又产氢,将太阳能利用效率提高到 30% - 50% 甚至以上。
如新疆塔城一示范工程,利用太阳能的光热电耦合分解当地的盐碱水制氢和淡水,从太阳到氢效率可达 15.6%,还能解决氢能储存成本高的难题。
