卫昶:国家能源集团氢能产业发展战略

  2019年10月26日-28日,2019联合国开发署氢能产业大会(简称“氢能产业大会”)在佛山市南海区樵山文化中心举办,会议主题为“氢联世界 氢创未来”。其中,在10月26日的“燃料电池汽车产业发展趋势与挑战”主题论坛上,国家能源集团北京低碳清洁能源研究院院长、首席执行官 卫昶 发表精彩演讲。以下内容为演讲实录:

国家能源集团北京低碳清洁能源研究院院长、首席执行官 卫昶

  卫昶:各位大家好,我是来自国家能源集团的卫昶。今天很高兴有这样一个机会参加氢能产业大会。我这个PPT是中文的  ,我用英文讲,这样中外两边听众都能兼顾一些。
  今天我想与大家分享我们在氢能方面的战略,行动计划和科技研发。首先我向大家介绍一下我们的母公司,国家能源集团。这是一个大型的能源集团,是由神华集团和中国国电两年前重组而成。我们是世界上最大的煤炭供应商,每年5亿吨的产量。同时我们的火力发电也是世界上最大的,达到230GW。我们还是世界上最大的可再生能源公司,仅风电装机就达到33GW,所以我们有很大的能源产量。我们是一个垂直一体化的公司,上游我们有煤炭开采,中游有运输业务,下游则是火电发电和煤化工产业。所以氢能对我们来说,是下游业务的一个自然延伸。我们也是一个多元化的能源企业,有煤,天然气,风电,水电,我们最近开始了太阳能业务,现在正在推动氢能源的业务。尽管我们在可再生能源方面有不少业务,但主营业务很多都与煤有关。目前我们正在转型,希望进入一些新的领域,比如非传统油气行业,薄膜太阳能方面的业务等,同时我们也正在大力推进氢能源的发展。我们的目标是将国家能源集团从世界上最大的能源集团之一变成世界上最好的清洁能源集团之一。低碳院是一个全球化的研发机构,总部在北京同时在德国和北美都有研发中心。我们主要从事低碳清洁能源领域的研发工作,包括煤的清洁应用,光伏,先进材料和环保技术,当然现在也正在做氢能的研发。
  现在让我们来讨论氢能。今天早上一位演讲者的内容跟我这一页一模一样,这是来自于美国能源局的一张图。讲到氢能,我想讲一下我们集团的氢能战略。氢能是二次能源,它可以从一次能源产生例如化石能源或者可再生能源,化石燃料来制氢可以提供低成本的氢气并能使后续的碳捕捉相对容易。而从可再生能源制氢,则可提高可再生能源的使用效率并促进可再生能源的发展。这两个方面我们都在做。
  现在讲讲氢能的战略意义。当我们讲到氢能的时候,一个主要特征就是清洁, 尤其是从可再生能源制氢,这样会进一步扩大可再生能源的规模。此外可再生能源也是可以运输的,这样可以将能源在不同区域不同环节进行有效分配从而使能源系统更加灵活和高效。还有氢气本身有储能的属性,我们可以根据需要,将能源以氢气的形式储存起来或以能源的形式释放出去从而提高能源系统的可靠性。总之氢能既可以实现化石能源的清洁化使用也可实现可再生能源的规模化发展,最终实现一个低碳甚至零碳的能源体系。
  那么怎么实现氢能源的这一终极目标?谁可以来真正实现这样的目标?我认为中国可以实现这些目标。这是在2019年1月份的时候,在《经济时报》上发表的一篇文章,这里说到的是在中国在太阳能、风电、电动汽车领域都发展得非常好。成为真正推动这几个领域的规模化发展的领头国家,可以预期中国也会在氢能源领域做得同样好。事实上2018年中国在氢能领域的投资已经很大,达到近千亿人民币,这是很大的投资。
  那么我们需要解决的问题在哪里?我们现在面临的挑战是什么?现在有三大挑战:首先就是政策以及标准的缺乏。现在在氢能方面缺乏相关的政策以及标准体系,特别是在氢气生产以及加氢站方面,我们需要出台或者更新相应的标准和政策。第二个挑战就是基础设施的缺乏。我们加氢站的数量不如其他国家多,这是因为现在加氢站建设的成本还是很高;另外对于已经建成的加氢站,我们的加氢规模还偏小。现在我们大的加氢站规模也就是每天1000公斤,其实这个规模还是很小的;第三是我们在关键技术上亟待突破。比如车载储氢技术,氢气压缩技术、加氢机技术,燃料电池技术以及氢气检测技术等,这些方面我们都应当有更大的技术突破。
  我们如何解决这些挑战?这里是国家能源集团氢能发展战略。首先,我们会关注基础设施方面,包括氢气的生产,运输,储存和加注我们有足够的工业副产氢气,我们还有很大的煤气化规模,可以提供非常低成本的氢气。此外我们有很大的风电装机容量,可以提供可再生能源制氢。在燃料电池方面,我们则希望跟业界的同行合作,推动整个产业的发展。燃料电池首先用在燃料电池汽车,然后还可以用在分布式发电上。运输方面我们有自己的铁路,自己的港口,和自己的船队,所以交通运输方面我们有优势。
  这是我们的研发布局。我们看的是氢能的整个行业链,在整个行业链中都有研发的布局。在氢气生产方面、我们研究高效的电解制氢技术以及可再生能源制氢技术,我们还研究气体的纯化、提高气体纯度的问题。此外我们还在研究一些系统集成的技术。通过这些研发,我们建立了几个重要的研发平台,这些平台包括加氢机、加氢站开发平台,燃料电池用氢气纯化技术中试平台。
  这里我想讲一下我们现在正在做的一些具体技术。这两个技术跟加氢站有关,这些都是我们自主研发的技术。首先,我们有加氢机产品。这个加氢机可以应用于移动式或固定式加氢。同时,我们也在研发跟加氢站有关的技术。我们的工作包括加氢站的工艺设计、算法优化和设备设计等,这些我们都有自主研发并正在进行商业化推广的技术。我们的技术正在应用于南海的两个加氢站,我们在江苏如皋市也建了一个加氢站,目前在全国范围内有6个加氢站使用了我们的技术。另外一项技术是氢气的纯化技术。我们可以使用纯化技术来提升燃料电池的效率。我们会用不同的吸附技术来吸附杂质,提高纯度。我们现在在北京建立了纯化技术的平台。
  下面我想谈的是液态氢的技术。这里是一些同行的名单,他们都在构建液态氢技术的平台。过去的4个月里在全世界范围内就有5家与液氢技术相关的工厂开工,所以液态氢的发展趋势非常迅猛。通过液氢技术的开发和使用, 我们可以达到全产业链成本的优化从而大幅降低氢气的成本。我们的目标成本差不多是4.5美金/公斤,可以较现有的成本降低40%以上。氢气价格是很重要的,因为这取决于客户最终的选择,决定了他们会不会使用燃料电池汽车。
  这些是我们现在正在开发的液氢技术。第一个是浸入式的泵,第二个是分离阀,第三个是液体加氢技术,第四个是地下储氢加氢站的设计。最终我们希望将来的液氢加氢站跟现在的加油站相似。
  基于我们正在开发的氢能技术,我们制作了一个氢能技术成本路线图,我们在氢能的生产、纯化、运输、加注方面都进行了相关技术的研发,最终我们会大幅降低氢气的成本。这个是氢能技术发展线路图,我们一方面在近期内推动一些可商业化的技术,另一方面继续先进技术的研发,实现可持续发展。最终我们要从高成本、高碳足迹降低到低成本、低碳足迹。同时低碳院正在参与一些技术标准和国家重点专项项目。比方说我们正在牵头制定两项国家标准,一项团体标准,同时我们的一些国家重点专项申报成功。比如我们的一个重点项目是关于大规模风光互补制氢,将示范100MW的可再生能源制氢。我们还牵头组建了中国氢能联盟,这是2018年2月在北京成立的,我们集合了国内的行业相关单位都来参加我们的氢能联盟,其中包括研发机构、工业同行、大学等相关单位参与。
  氢能与燃料电池发展的展望。在未来两年,我们可能会看到中国市场上会有5000辆燃料电池汽车和100座加氢站建成,2020到2030年可能有百万辆燃料电池汽车和1000座加氢站投入市场使用,2030年之后氢能将会成为能源生态体系里的一个重要组成部分,燃料电池汽车也会成为新能源汽车的重要组成部分。
  总结一下。现在中国的氢能发展非常快,国家和地方政府都非常支持。这里的南海区就是一个很好的例子。很多能源企业,汽车公司,气体公司、燃料电池公司也都在氢能方面开始了大量的投资,国家能源集团在氢能领域有着独特的优势。我们希望与业界同行一起合作,来推动中国氢能行业的发展。谢谢!
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

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