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
、gaoxiaodenengliangzaiti，cunchuzhuanhuanfeichangziru
，erqieshilingpaifang。xianzaizhenggeyangqiyijingkaishixingdong
，tebieshiyishenhuaguojinengyuantouzijituanzaiqingnengheranliaodianchilingyuzuolesigefangmiandedabuju：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shi0.77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、熱(re)電(dian)聯(lian)供(gong)和(he)無(wu)人(ren)機(ji)等(deng)領(ling)域(yu)，所(suo)有(you)裝(zhuang)備(bei)都(dou)使(shi)用(yong)氫(qing)能(neng)
，氫(qing)動(dong)力(li)將(jiang)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)主(zhu)動(dong)力(li)。歐(ou)洲(zhou)率(lv)先(xian)開(kai)始(shi)了(le)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)製(zhi)氫(qing)，用(yong)天(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)網(wang)進(jin)行(xing)運(yun)輸(shu)
，最(zui)大(da)的(de)運(yun)輸(shu)量(liang)是(shi)20%。天tian然ran氣qi管guan網wang當dang中zhong運yun輸shu密mi度du不bu一yi樣yang，出chu來lai以yi後hou再zai吸xi附fu
，完wan全quan可ke以yi把ba它ta分fen開kai。當dang前qian全quan世shi界jie都dou開kai始shi注zhu意yi到dao了le氫qing能neng的de發fa展zhan，也ye成cheng為wei了le國guo家jia能neng源yuan戰zhan略lve的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen，而er且qie燃ran料liao電dian池chi技ji術shu趨qu於yu成cheng熟shu，步bu入ru了le商shang業ye模mo式shi創chuang新xin與yu批pi產chan階jie段duan，也ye要yao感gan謝xie一yi直zhi致zhi力li於yu燃ran料liao電dian池chi工gong程cheng化hua、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)。

gangcaishuoguo，womendetiaojianfeichanghao，yinweiwomendeguangfufengdianguimoda，suoyiwomendechunengshangbulewangdebufenjiukeyiyongyuzhiqing。erqiewoguofengguangziyuanyutianranqideguanwangpipeixinghao、容量大，所以很厲害。我國在家電、發(fa)電(dian)製(zhi)造(zao)的(de)產(chan)業(ye)規(gui)模(mo)均(jun)居(ju)世(shi)界(jie)首(shou)位(wei)，這(zhe)為(wei)發(fa)展(zhan)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)分(fen)布(bu)式(shi)供(gong)電(dian)提(ti)供(gong)了(le)巨(ju)大(da)的(de)市(shi)場(chang)和(he)產(chan)業(ye)基(ji)礎(chu)。煤(mei)製(zhi)氫(qing)的(de)水(shui)平(ping)和(he)國(guo)外(wai)完(wan)全(quan)相(xiang)當(dang)

，而(er)且(qie)製(zhi)氫(qing)規(gui)模(mo)居(ju)世(shi)界(jie)首(shou)位(wei)。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%，雙(shuang)極(ji)板(ban)已(yi)經(jing)完(wan)全(quan)工(gong)業(ye)化(hua)，而(er)且(qie)我(wo)們(men)用(yong)鈦(tai)合(he)金(jin)和(he)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)的(de)雙(shuang)極(ji)板(ban)代(dai)替(ti)石(shi)墨(mo)，性(xing)能(neng)非(fei)常(chang)優(you)越(yue)，而(er)且(qie)現(xian)在(zai)是(shi)供(gong)給(gei)美(mei)國(guo)。我(wo)們(men)的(de)自(zi)製(zhi)膜(mo)是(shi)最(zui)難(nan)的(de)，張(zhang)維(wei)民(min)教(jiao)授(shou)今(jin)天(tian)也(ye)在(zai)這(zhe)裏(li)
，東(dong)嶽(yue)的(de)自(zi)製(zhi)膜(mo)在(zai)國(guo)際(ji)上(shang)處(chu)於(yu)一(yi)流(liu)方(fang)陣(zhen)

，和(he)美(mei)國(guo)的(de)戈(ge)爾(er)公(gong)司(si)並(bing)列(lie)，所(suo)以(yi)自(zi)製(zhi)膜(mo)的(de)問(wen)題(ti)也(ye)要(yao)解(jie)決(jue)。電(dian)解(jie)質(zhi)要(yao)用(yong)很(hen)多(duo)的(de)鉑(bo)

，這(zhe)些(xie)鉑(bo)從(cong)哪(na)裏(li)來(lai)？都(dou)要(yao)進(jin)口(kou)。但(dan)是(shi)現(xian)有(you)的(de)燃(ran)油(you)和(he)燃(ran)氣(qi)汽(qi)車(che)常(chang)用(yong)的(de)淨(jing)化(hua)裝(zhuang)置(zhi)用(yong)的(de)鉑(bo)量(liang)比(bi)這(zhe)還(hai)高(gao)。一(yi)旦(dan)用(yong)新(xin)能(neng)源(yuan)代(dai)替(ti)，鉑(bo)不(bu)會(hui)增(zeng)加(jia)，隻(zhi)會(hui)減(jian)少(shao)。

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、大da功gong率lv燃ran料liao電dian池chi電dian堆dui技ji術shu，現xian在zai已yi經jing全quan麵mian鋪pu開kai，還hai有you儲chu氫qing的de係xi統tong開kai發fa。我wo們men的de固gu態tai儲chu氫qing水shui平ping現xian在zai上shang得de很hen快kuai，特te別bie是shi儲chu氫qing合he金jin的de稀xi土tu材cai料liao以yi後hou會hui降jiang低di成cheng本ben，安an全quan方fang便bian。

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。

我wo國guo發fa展zhan燃ran料liao電dian池chi的de基ji礎chu也ye很hen好hao
，特te別bie是shi很hen早zao就jiu形xing成cheng了le以yi大da學xue研yan究jiu院yuan為wei主zhu體ti，特te別bie是shi同tong濟ji大da學xue等deng等deng，萬wan鋼gang部bu長chang也ye是shi搞gao燃ran料liao電dian池chi的de，冠guan華hua部bu長chang之zhi前qian就jiu布bu局ju了le燃ran料liao電dian池chi總zong體ti攻gong關guan
，後hou來lai有you一yi段duan時shi間jian減jian弱ruo了le
，最zui近jin又you把ba燃ran料liao電dian池chi和he氫qing能neng利li用yong作zuo為wei重zhong要yao的de轉zhuan折zhe點dian

，國guo家jia到dao地di方fang政zheng府fu都dou已yi經jing開kai始shi重zhong視shi。現xian在zai我wo國guo燃ran料liao電dian池chi開kai發fa出chu了le20千瓦、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zao170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500萬(wan)元(yuan)的(de)中(zhong)國(guo)氫(qing)穀(gu)創(chuang)新(xin)發(fa)展(zhan)基(ji)金(jin)，打(da)造(zao)氫(qing)能(neng)源(yuan)的(de)運(yun)營(ying)示(shi)範(fan)區(qu)規(gui)劃(hua)

，現(xian)在(zai)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)頂(ding)層(ceng)設(she)計(ji)。這(zhe)不(bu)是(shi)以(yi)一(yi)家(jia)企(qi)業(ye)為(wei)主(zhu)體(ti)，而(er)是(shi)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)的(de)規(gui)劃(hua)
，這(zhe)樣(yang)氫(qing)能(neng)源(yuan)和(he)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)企(qi)業(ye)才(cai)能(neng)健(jian)康(kang)發(fa)展(zhan)。中(zhong)國(guo)山(shan)東(dong)輕(qing)軌(gui)建(jian)設(she)計(ji)劃(hua)一(yi)期(qi)總(zong)體(ti)投(tou)資(zi)是(shi)到(dao)2017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、youseyanjiuyuandengdouyijingjiarulezhegelianmeng
，erqiemashangjiuyaochengli。womendeweiyuanhuizhurenjiushixuguanhuabuchang，shoujielishichangdanweishiguojianengyuantouzijituan，jiushishenhuajituanhezhongguodianlihebingdejuwuba。nengyuandatoushizuihaode，yaozhaomouyigecheqidatoudehuahuxiangjingzheng、hubufuqi。lianmengdezhuyaodingweishiweiguojiazhidingqingnengyuanjiranliaodianchifazhanzhanlveheshishiluxiantigongdingcengsheji
，zhichilianmengchengyuanqiyejishuchuangxin
，tuidongquanchanyeliandeyingyongshifan，chuangzaocanyuqingnengranliaodianchizhuangbeizhizaoyingyongjishu
，xiezhugoujianqingnengshehuibingqiezuochuguihua。

2050年我們將會迎接氫能時代的到來，形成10萬(wan)億(yi)元(yuan)的(de)產(chan)業(ye)規(gui)模(mo)，這(zhe)是(shi)一(yi)點(dian)都(dou)沒(mei)有(you)問(wen)題(ti)的(de)。煤(mei)的(de)最(zui)佳(jia)應(ying)用(yong)方(fang)式(shi)就(jiu)是(shi)變(bian)成(cheng)氫(qing)
，當(dang)然(ran)也(ye)可(ke)以(yi)煤(mei)製(zhi)油(you)
，但(dan)是(shi)煤(mei)製(zhi)氫(qing)將(jiang)會(hui)作(zuo)為(wei)新(xin)能(neng)源(yuan)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)頭(tou)戲(xi)。我(wo)們(men)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)迎(ying)接(jie)製(zhi)造(zao)業(ye)強(qiang)國(guo)之(zhi)夢(meng)，在(zai)綠(lv)色(se)製(zhi)造(zao)當(dang)中(zhong)把(ba)整(zheng)個(ge)能(neng)源(yuan)結(jie)構(gou)進(jin)行(xing)改(gai)造(zao)。