中國工程院幹勇：2050年氫能將形成10萬億元的產業規模

蓋世汽車報道：1月20-21日，中國電動汽車百人會論壇（2018）在北京釣魚台國賓館召開，中國工程院院士幹勇發表了主題演講，演講內容如下：

各位來賓，很高興向大家進行主題介紹。我的PPT是(shi)在(zai)與(yu)徐(xu)部(bu)長(chang)和(he)工(gong)程(cheng)院(yuan)一(yi)起(qi)討(tao)論(lun)的(de)時(shi)候(hou)的(de)一(yi)些(xie)想(xiang)法(fa)和(he)思(si)路(lu)。工(gong)程(cheng)院(yuan)在(zai)十(shi)多(duo)年(nian)前(qian)提(ti)出(chu)了(le)氫(qing)能(neng)社(she)會(hui)的(de)概(gai)念(nian)，我(wo)們(men)對(dui)世(shi)界(jie)科(ke)技(ji)工(gong)程(cheng)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)進(jin)行(xing)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)討(tao)論(lun)，第(di)一(yi)就(jiu)是(shi)能(neng)源(yuan)體(ti)係(xi)。凡(fan)是(shi)工(gong)業(ye)化(hua)國(guo)家(jia)，能(neng)源(yuan)體(ti)係(xi)的(de)建(jian)立(li)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)，而(er)中(zhong)國(guo)的(de)能(neng)源(yuan)稟(bing)賦(fu)不(bu)好(hao)，所(suo)以(yi)結(jie)構(gou)上(shang)有(you)些(xie)問(wen)題(ti)。比(bi)爾(er)蓋(gai)茨(ci)兩(liang)次(ci)到(dao)工(gong)程(cheng)院(yuan)不(bu)談(tan)計(ji)算(suan)機(ji)
，全(quan)部(bu)談(tan)能(neng)源(yuan)
，認(ren)為(wei)十(shi)三(san)億(yi)人(ren)口(kou)對(dui)整(zheng)個(ge)地(di)球(qiu)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)貢(gong)獻(xian)率(lv)太(tai)大(da)，而(er)且(qie)還(hai)有(you)印(yin)度(du)的(de)十(shi)二(er)億(yi)人(ren)口(kou)，所(suo)以(yi)能(neng)源(yuan)今(jin)後(hou)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)變(bian)化(hua)。

化石燃料時代向綠色能源時代的轉變是必然的，主要是兩個轉變：一個是化石能源消耗向綠色能源再生轉變，另一個是從高碳燃料向低碳燃料轉變，所以本質上是燃料的加氫減碳過程。全世界的電源40%是煤炭，而中國不一樣
，中國70%是煤炭，核電占2%，太陽能占4.7%
，風電占9.3%
，水電占20.2%，2016年用電量達16.5億千瓦，所以可再生能源的努力方麵，中國政府成了全世界的動力站。

2012年到2015年我國可再生能源的投資大大超過美國
，投了3150億美元，同期可再生能源容量變化占到全世界的44%，達到177GW；2016年發展速度相比2017年更快。歐共體的統計顯示
，今後中國每個小時安裝2個風電機組、7000個太陽能電池板，到2020年的增長速度是272%。歐盟的發展隻是我們的零頭，因為他們的發展已經很快了，每年增長20%，我們將會達到272%。

風電和光伏的問題在於其不可預測性

，所以肯定要儲能一部分
，不可能全部上網。氫能具有投入成本低、環境友好等特征，而且可以永久儲存、傳輸到任何地方。人類每一次的能源變革都是提升減碳加氫、提升能量密度的過程。古代燒木材能量密度隻有每公斤0.13兆焦，現在標準煤、天然氣直到氫氣，能量密度最高達到了140兆焦，應該說氫能源是非常理想的清潔能源

，但屬於二次能源
，所以關鍵是要降低成本，而且技術路徑要重新設定。

氫能的重要作用是可再生、高能、高gao效xiao的de能neng量liang載zai體ti
，存cun儲chu轉zhuan換huan非fei常chang自zi如ru，而er且qie是shi零ling排pai放fang。現xian在zai整zheng個ge央yang企qi已yi經jing開kai始shi行xing動dong，特te別bie是shi以yi神shen華hua國guo際ji能neng源yuan投tou資zi集ji團tuan在zai氫qing能neng和he燃ran料liao電dian池chi領ling域yu做zuo了le四si個ge方fang麵mian的de大da布bu局ju：明確了可再生能源製氫的任務，包括投入氫氣運輸
、存(cun)儲(chu)和(he)加(jia)速(su)的(de)各(ge)種(zhong)裝(zhuang)備(bei)的(de)基(ji)礎(chu)建(jian)設(she)，也(ye)包(bao)括(kuo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)，但(dan)他(ta)們(men)的(de)目(mu)標(biao)不(bu)是(shi)發(fa)展(zhan)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)
，而(er)是(shi)支(zhi)持(chi)下(xia)遊(you)用(yong)他(ta)們(men)的(de)氫(qing)發(fa)展(zhan)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)
，自(zi)己(ji)隻(zhi)是(shi)參(can)股(gu)。現(xian)在(zai)最(zui)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)氫(qing)是(shi)0.77元/立方米，0.87元/公斤，大大低於國際上的平均製氫成本
，也是非常便宜的。

氫能將成為傳統能源的核心，有助於實現規模化的願景，打造一流的清潔能源供應商，整個產業鏈已經顯現。產業化途徑、模式
、方向，包括商業模式都已經開始了，可再生能源製氫也好、煤製氫也好、各種製備出來的散氫都要集中起來
，這是一個大的產業鏈。不光是氫能源電池利用，包括分布式發電、eryanghuatanhechengdehuaxueyongpindengdeng。fazhanqingnengchanyeshinengyuanjiegoutiaozhenghechanyejiegouzhuanxingdebiyouzhilu
，renleibixuxiangzhetiaolushangzou。xianzailiyongqingnengrenleishehuideshengchanfazhanfangshikeyifashengyigehendadebiange，huoqufangshiduoyuanhua
，suoyichengbenzhengzaibiandeyuelaiyuedi
，xiayoushiyongdedangranshiranliaodianchi。

2020年到2050年，我國的風電和光電的裝機容量非常高，達到2-4億千瓦，但是上網率再怎麼提高也有20%
，需要儲能。如果要把這些消化掉
，需要建將近400座儲水水庫，破壞生態、成本巨大。如果我們用電和氫來做儲能的載體，這將是投資成本低、環境適應強的一種方式，推動了燃料電池汽車
、分布式發電、redianliangonghewurenjidenglingyu，suoyouzhuangbeidoushiyongqingneng，qingdonglijiangchengweiyigezhudongli。ouzhoulvxiankaishilekezaishengnengyuanzhiqing，yongtianranqiguanwangjinxingyunshu，zuidadeyunshuliangshi20%。tianranqiguanwangdangzhongyunshumidubuyiyang，chulaiyihouzaixifu，wanquankeyibatafenkai。dangqianquanshijiedoukaishizhuyidaoleqingnengdefazhan，yechengweileguojianengyuanzhanlvedezhongyaozuchengbufen，erqieranliaodianchijishuquyuchengshu
，buruleshangyemoshichuangxinyupichanjieduan
，yeyaoganxieyizhizhiliyuranliaodianchigongchenghua、產chan業ye化hua的de國guo外wai企qi業ye
，他ta們men重zhong視shi氫qing能neng源yuan電dian池chi的de開kai發fa推tui廣guang應ying用yong，電dian池chi產chan品pin的de出chu貨huo量liang加jia速su增zeng長chang進jin入ru商shang業ye化hua階jie段duan
，分fen布bu式shi發fa電dian也ye小xiao規gui模mo商shang業ye化hua
，特te殊shu用yong途tu的de燃ran料liao電dian池chi早zao期qi市shi場chang已yi經jing開kai始shi形xing成cheng，這zhe些xie都dou顯xian現xian出chu了le氫qing能neng利li用yong的de產chan業ye鏈lian開kai始shi壯zhuang大da。

剛(gang)才(cai)說(shuo)過(guo)，我(wo)們(men)的(de)條(tiao)件(jian)非(fei)常(chang)好(hao)
，因(yin)為(wei)我(wo)們(men)的(de)光(guang)伏(fu)風(feng)電(dian)規(gui)模(mo)大(da)，所(suo)以(yi)我(wo)們(men)的(de)儲(chu)能(neng)上(shang)不(bu)了(le)網(wang)的(de)部(bu)分(fen)就(jiu)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)製(zhi)氫(qing)。而(er)且(qie)我(wo)國(guo)風(feng)光(guang)資(zi)源(yuan)與(yu)天(tian)然(ran)氣(qi)的(de)管(guan)網(wang)匹(pi)配(pei)性(xing)好(hao)、容量大
，所以很厲害。我國在家電
、fadianzhizaodechanyeguimojunjushijieshouwei，zheweifazhanranliaodianchifenbushigongdiantigonglejudadeshichanghechanyejichu。meizhiqingdeshuipingheguowaiwanquanxiangdang，erqiezhiqingguimojushijieshouwei。2012年我們的製氫量達到1600萬噸
，相當於8000萬輛燃料電池汽車的消耗量
，係統儲氫能力也會上來。

燃料電池的原理這裏我就不講了，大家都很清楚，特別是自製燃料電池為主。催化劑的成本占了將近70%
，shuangjibanyijingwanquangongyehua，erqiewomenyongtaihejinhebuxiugangdeshuangjibandaitishimo，xingnengfeichangyouyue
，erqiexianzaishigonggeimeiguo。womendezizhimoshizuinande
，zhangweiminjiaoshoujintianyezaizheli，dongyuedezizhimozaiguojishangchuyuyiliufangzhen，hemeiguodegeergongsibinglie
，suoyizizhimodewentiyeyaojiejue。dianjiezhiyaoyonghenduodebo，zhexiebocongnalilai？douyaojinkou。danshixianyouderanyouheranqiqichechangyongdejinghuazhuangzhiyongdeboliangbizhehaigao。yidanyongxinnengyuandaiti
，bobuhuizengjia，zhihuijianshao。

現在鋰動力的碳酸鋰和高純球狀石墨的需求量巨大。去年石墨漲了10多倍的價格，碳酸鋰價格從4萬元漲到不到10萬元
，還有鈷。材料部件的應用國內已經普遍開展。國家科技部已經把其列為重點專項，包括四個課題：車用燃料電池發動機平台設計開發驗證
、燃料電池發動機關鍵零部件與係統應用開發
、dagonglvranliaodianchidianduijishu，xianzaiyijingquanmianpukai，haiyouchuqingdexitongkaifa。womendegutaichuqingshuipingxianzaishangdehenkuai，tebieshichuqinghejindexitucailiaoyihouhuijiangdichengben
，anquanfangbian。

燃料電池汽車的性能大家都很清楚了

，豐田Mirai續航曆程可以達到650公裏
，加氫的時間隻要3分鍾
，而且成本也很低
，每千瓦時2500-3000元，也可以降到1瓦/元以下，最後在電池成本上氫氣瓶如果成本降到3.5萬元的話，三種電池動力成本已經相差不大了
，百公裏的續航裏程1公斤氫就可以達到100公裏，而電要18度電才能100公裏，這會增加100公斤電池的重量
，氫燃料的輕量化作用也體現了。

我國前一段時間對燃料電池市場預估，美歐日中美國動作也是很快的，加州每50公裏就有1個加氫站，2020年就是22.5萬個左右。如果電力技術再突破

，折合成人民幣是7萬。歐洲地區的燃料電池客車的計劃包括加氫站的建立已經有106座，現在還在增加
，日韓當然動作更快，特別是豐田、本田、日產和現代汽車。本田的新車銷售隻有37.8萬元
，如果得到補貼是27.1萬元人民幣，續航裏程達到650公裏。

woguofazhanranliaodianchidejichuyehenhao

，tebieshihenzaojiuxingchengleyidaxueyanjiuyuanweizhuti，tebieshitongjidaxuedengdeng
，wangangbuchangyeshigaoranliaodianchide
，guanhuabuchangzhiqianjiubujuleranliaodianchizongtigongguan
，houlaiyouyiduanshijianjianruole，zuijinyoubaranliaodianchiheqingnengliyongzuoweizhongyaodezhuanzhedian，guojiadaodifangzhengfudouyijingkaishizhongshi。xianzaiwoguoranliaodianchikaifachule20千瓦、50千瓦
、60千瓦和110千瓦的產品
，很多技術都正在成熟。我們具備的基礎很好

，上海上汽又推出了兩款產品，而且已經訂貨，包括中航十五所
、山東濰柴、中車燃料電池生產全部下線
，2017年4月累計生產的燃料電池接近700個。

製氫


、儲氫、運氫
、加(jia)氫(qing)是(shi)一(yi)套(tao)新(xin)的(de)配(pei)套(tao)係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)。改(gai)變(bian)傳(chuan)統(tong)的(de)工(gong)程(cheng)，配(pei)套(tao)設(she)施(shi)跟(gen)進(jin)這(zhe)種(zhong)發(fa)展(zhan)模(mo)式(shi)不(bu)行(xing)，必(bi)須(xu)至(zhi)少(shao)是(shi)同(tong)步(bu)，最(zui)好(hao)是(shi)先(xian)布(bu)局(ju)供(gong)氫(qing)體(ti)係(xi)。現(xian)在(zai)整(zheng)個(ge)上(shang)海(hai)一(yi)個(ge)大(da)區(qu)域(yu)布(bu)局(ju)了(le)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)發(fa)展(zhan)規(gui)劃(hua)，特(te)別(bie)是(shi)最(zui)近(jin)山(shan)東(dong)在(zai)打(da)造(zao)170平方公裏的中國氫穀，包括研發中心已經開始。山東有特殊情況，要考慮副產氣體的回收
、電解鋁、交流煤氣等大量放空氣體，交流煤氣相當於富餘了87萬噸氫
，所有的公交車都可以用上，每年合成提純回收氫氣，資源優勢是非常好的。風電、光伏電池和可再生能源也非常厲害，完全可以拿來製氫，就是在棄風棄光的條件下。

所有傳統製氫企業非常強大

，東嶽集團成功地研發了燃料電池膜，這是國內僅有的一家
，國際上進入了並列第一，還有濰柴集團投了500億元在搞氫能源發動機，青島的中車集團包括電控係統、網絡係統
、車聯網都已經開始。山東最有特點的是它的高速公路
，就是兩家國有企業完全占有
，120個高速公路服務站都可以建立加氫站
，所以回收氫
、儲氫和運氫可以係統進行，不像有的公路是每家都有。這為發達的物流專用的氫燃料電池車創造了條件。工程用車
、專用物流車是一個巨大的汽車市場，山東一個區域按照氫氣的要求，就是製氫
、運氫

、儲氫、加氫的標準先行先試，每個站估計占用2000平米
，投資1000萬元，能儲存100公斤以上。

目前山東結合高速服務區的全省的加氫站網絡已經開始布局，並開始打造中國氫穀，要設立500wanyuandezhongguoqingguchuangxinfazhanjijin，dazaoqingnengyuandeyunyingshifanquguihua，xianzaiyijingkaishidingcengsheji。zhebushiyiyijiaqiyeweizhuti，ershiyigezhengtideguihua，zheyangqingnengyuanheranliaodianchideqiyecainengjiankangfazhan。zhongguoshandongqingguijianshejihuayiqizongtitouzishidao2017年422億元，2020年達到1000億元

，製定了十年和十五年的發展目標，和深圳簽訂了氫能源產業園和商務區三位一體的協議書。

介jie紹shao一yi下xia氫qing能neng源yuan創chuang新xin戰zhan略lve聯lian盟meng的de工gong作zuo情qing況kuang。二er十shi一yi世shi紀ji是shi一yi個ge氧yang時shi代dai，十shi九jiu世shi紀ji就jiu提ti出chu氧yang氣qi轉zhuan入ru，但dan是shi十shi九jiu世shi紀ji的de氧yang氣qi就jiu像xiang現xian在zai的de氫qing氣qi一yi樣yang成cheng本ben高gao，大da家jia都dou認ren為wei有you危wei險xian性xing，但dan是shi二er十shi世shi紀ji中zhong期qi以yi前qian我wo們men把ba所suo有you的de氧yang氣qi技ji術shu都dou攻gong破po了le，氧yang氣qi非fei常chang廉lian價jia，現xian在zai氧yang氣qi放fang在zai床chuang邊bian我wo們men也ye不bu會hui擔dan心xin。二er十shi一yi世shi紀ji進jin入ru氫qing時shi代dai是shi肯ken定ding的de
，因yin為wei剛gang剛gang過guo了le十shi七qi年nian
，還hai有you八ba十shi三san年nian
，估gu計ji到dao二er十shi一yi世shi紀ji中zhong期qi整zheng個ge氫qing氣qi技ji術shu，就jiu是shi製zhi氫qing
、儲氫、加氫、運氫都會完全成熟，所有標準都會出來，運輸材料和危險性並不比油氣和液化天然氣更大，反而更簡單。

氫能聯盟的籌備徐部長、萬鋼部長和苗部長都非常支持。徐部長親自主持了不下六次會議

，發起單位已經開始，籌備處已經成立了將近一年，一汽、二汽、濰柴
、山東重工、同濟大學、鋼冶集團、有you色se研yan究jiu院yuan等deng都dou已yi經jing加jia入ru了le這zhe個ge聯lian盟meng
，而er且qie馬ma上shang就jiu要yao成cheng立li。我wo們men的de委wei員yuan會hui主zhu任ren就jiu是shi徐xu冠guan華hua部bu長chang

，首shou屆jie理li事shi長chang單dan位wei是shi國guo家jia能neng源yuan投tou資zi集ji團tuan，就jiu是shi神shen華hua集ji團tuan和he中zhong國guo電dian力li合he並bing的de巨ju無wu霸ba。能neng源yuan打da頭tou是shi最zui好hao的de
，要yao找zhao某mou一yi個ge車che企qi打da頭tou的de話hua互hu相xiang競jing爭zheng、互hu不bu服fu氣qi。聯lian盟meng的de主zhu要yao定ding位wei是shi為wei國guo家jia製zhi定ding氫qing能neng源yuan及ji燃ran料liao電dian池chi發fa展zhan戰zhan略lve和he實shi施shi路lu線xian提ti供gong頂ding層ceng設she計ji，支zhi持chi聯lian盟meng成cheng員yuan企qi業ye技ji術shu創chuang新xin，推tui動dong全quan產chan業ye鏈lian的de應ying用yong示shi範fan，創chuang造zao參can與yu氫qing能neng燃ran料liao電dian池chi裝zhuang備bei製zhi造zao應ying用yong技ji術shu，協xie助zhu構gou建jian氫qing能neng社she會hui並bing且qie做zuo出chu規gui劃hua。

2050年我們將會迎接氫能時代的到來，形成10wanyiyuandechanyeguimo，zheshiyidiandoumeiyouwentide。meidezuijiayingyongfangshijiushibianchengqing，dangranyekeyimeizhiyou，danshimeizhiqingjianghuizuoweixinnengyuandeyigezhongtouxi。womenyijingkaishiyingjiezhizaoyeqiangguozhimeng
，zailvsezhizaodangzhongbazhenggenengyuanjiegoujinxinggaizao。