HIDIS 2020 |北京清华工业开发研究院副院长朱德权：做好氢能要加强关键技术研究，加强应用场景的构造

2020年10月15日，2020氢能产业发展与创新峰会在山东济南举行。本次峰会由中国电动汽车百人会、氢理事会、山东省工业和信息化厅主办。以“引领氢能示范应用，推动黄河流域高质量发展”为主题，主要围绕“氢能应用场景与商业化路径”、“关键技术、标准、安全”、“面向未来的氢能供应体系”三个方面展开。在本次峰会上，清华大学产业发展研究院副院长、华斌集团有限公司董事长朱德全发表了题为《中国氢能发展路线图及技术经济评价》的精彩演讲。

要点如下:

1.中国应该为制氢过程的整个生命周期建立碳足迹追踪模型。

2.我们需要解决与氢供应链相关的几个关键技术。一个是可再生能源和水电解的整合，目前还没有连接；二是向中国引进液氢成套设备技术，利用中国技术降低成本；第三是低温氢气的技术。低温氢的泵资料不全，水电解的技术有待解决。

以下内容为现场演讲实录:

朱德全:各位企业家，很高兴大会给了我发言的机会。从1999年到今年，我已经从事氢能行业21年了。很高兴看到近两三年来，氢能开始受到国民和创业朋友的关注，当然现在也比较火。记得2015年，我们觉得氢能应该到了一个发展的临界点。于是，2015年6月，我请清华大学校长主持会议，请欧阳院士和百人会主任一起吃了顿饭。当时是时候说氢能要达到一个发展的临界点了。那时候比较孤独，很少有人认真关心氢能行业。到2016年，中国电动车百人会在北京的年会上，在钓鱼台国宾馆，邀请我上台讲氢能。当时重要的是关于燃料电池，因为有质疑。我说，燃料电池应该能够实现每千瓦60美元的成本，每千瓦不到500元。今天，我们正朝着这个方向前进。基于110千瓦的汽车发动机，它几乎可以与柴油汽油发动机相媲美。今天看来，这不是梦。

2017年到2018年的百人大会上，我又去推广氢能了。不应该从汽车行业来看，而应该上升到能源规划的战略高度。后来国家比较火，现在大家都在讨论。我们国家难得的历史机遇是，除了你现在可能看到的一系列气候减排措施，我认为对我们国家的战略转型有重要意义。陈部长鼓励我们要好好把握氢能，国人要有打造产业链的野心，与世界共享。他告诉我，我们国家的高铁已经实现了这个目标，领先了世界，电动车也领先了世界，建立了全球产业链，去年产销中国占56%。在氢能方面，中国应该可以引领超过10万亿的产业。

氢能的发展面临重大挑战。在过去的40年里，我们中国人在工程技术和工业化方面从1到N都非常擅长做事。正如外国人所做的那样，我们比外国人更可靠、更稳定、更便宜、更容易使用。但是氢能是一个0到1的行业，中国人不太会做。对于我们来说，如何发展这样一个产业还在探索中。从0到1的行业，从终端的搭建到应用场景的解决问题，从生态的角度，是非常重要的。氢能生态是一个氢供应链，包括三个部分:生产、储存和添加。应用程序链是用于传输的应用程序链。第一是空压机等关键零部件，第二是建筑，第三是工业，绿色氢炼钢，合成氨和二氧化碳的普及。

目前中国交通应用链跑在前面，短板是氢气供应链。因此，2016年，清华工业学院投资10亿元成立了华斌研究院。到目前为止，关于氢供应链有四个非常好的词:灰色氢不可取，蓝色氢可用，废氢可回收，绿色氢是方向。当然，我们进一步分析，过去叫灰氢，蓝氢，绿氢。这些定义各不相同，但最基本的一点是，氢的生产必须减少碳排放。因此，中国应建立制氢过程全生命周期的碳足迹追踪模型。如果碳排放量高于目前的平均水平，我就称之为灰氢。例如，完全捕获是可能的，如果来自可再生能源焦化厂的氢气的运输成本非常高，看起来是蓝色的氢气，最终可能是灰色的氢气。

今天，我想和大家分享一下清华大学关于……的基本思路氢气供应系统。中国的能源生产方式发生了显著变化，可再生能源成为主流能源，其他能源成为补充。需求方需要推动所有生产模式向电气化转变。我想大家都看到了这一点，所以我认为可再生能源和气候变化已经密不可分了。也就是说，没有可再生能源，我们就不可能实现巴黎气候协议规定的目标。欧盟进一步表示，没有氢气是不可能实现的。新冠肺炎推动了这一变革。事实上，欧洲和中国已经将经济刺激放在绿色发展上。欧盟在绿色发展方面投入了7500多亿欧元，这涉及到人类的命运，也是我们中国人和西方人少有的有共同价值观的领域。

既然可再生能源这么重要，那么氢能和可再生能源是什么关系呢？其实现在大家都知道，氢不是能源，而是能量的载体。未来我们称之为氢社会，严格来说是氢和电混合的社会。电通过氢的载体又返回到电，一部分能量可以直接利用。很大一部分电力被转化为氢气，并返回到电力使用。太阳能和风能在生产方面成为主流，目前中国太阳能和风能的生产成本在一类地区低于火电，在二类地区也更低。2025年，中国太阳能和风能的生产成本将全面低于化石能源。按照滨州市的测算，光伏发电成本可达26%，燃煤发电成本可达39%。因此，我认为太阳能和风能在供应方面是有竞争力的。生物能源储量大，垃圾填埋场的沼气可以制成分布式制氢，也是巨大的氢能来源。

所以我认为能源的生产方面变得更加经济。在需求方面，燃料电池技术的进步是唯一一项可以让5万辆汽车的燃料电池成本进入每千瓦2000元左右的技术。届时，交通、建筑、工业中的分布式能源将具备使用燃料电池的条件。使用分布式能源的要求类似于大规模和小规模应用的要求。燃料电池具有这样的功能，可再生能源的主要特点是不稳定性。首先，它的生产集中在气候好的地方，现在的生产布局和未来完全不同。其次是不稳定。因此，需要建立新的氢气运输通道和能源运输通道，最好的是天然气管网。相对于电网的优势是建设成本低，可以使用骨干网，传输能耗损耗低，从新疆输送氢气到上海的能耗约为15%，加上后净化技术，约为20%，导致差不多一半的电量消耗。分布式电力可以继续短距离使用，所以未来会出现氢电混合社会，氢的比例会越来越高。这就是氢能和可再生能源的关系。

第三，氢气的生产路径，我们称之为灰氢、蓝氢、绿氢。通过这种方式，我认为它在追踪碳足迹。现在我们国家的鼓励政策是，加氢成本不得高于每公斤35元。事实上，这项国家政策要求氢的使用相当于我们目前的汽油和柴油燃料，当我们将我们的原油折价到大约50美元时，按照我们目前的油价，氢的价格大约是35美元。同时，我们有三个标准。第一个是碳排放量不高于15公斤。低于5公斤的，加一元补贴。“使用量不低于5000吨，为什么国家对氢气制定这样的政策，不补贴氢气站或设备？为什么？”？你可以算一下，5000吨氢气的补贴正好是10000辆，5000吨氢气对应10000辆。5万辆是我们燃料电池产业链规模的一个基本门槛。因此，我认为，如果我们这次追踪15公斤的整个生命周期，就不可能……这样做只要补充一点碳，就可以实现绿色氢的全生命周期，15公斤和5公斤怎么算可能是后面争议的焦点，这是国家供氢系统的补贴。

燃料电池产业链补贴到一个系统的七个关键部件，有三个不同点。补贴积分的计算非常科学。一般来说，鼓励中长途、中型和重型卡车。可惜31吨以上的产能无法实现工业化。真正的产业链现在有这么多动力系统，500台空压机有补贴，能够规模化生产。其他成分都达不到500。这个产业链能多快形成，多快分解，系统的成本能多快降低，才是这次的核心。“现在我们拥有所有这些组件，但没有一个实现商业化，还有很长的路要走。”。清华工业学院在那个链条上做了十几年，现在专注于电堆，出货量达到1000个电堆。MEA可以做到500，但是在膜材料方面我们还有很大的差距。

蓝氢是我们国家特有的竞争优势，可以快速起步。只有中国能做到35元，这是我们非常难得的一步起飞。

经过清华工业学院的仔细计算，无法计算煤基制氢+CCS。工业副产品氢气现在每公斤15-20元，生物质制氢15-25元。我们华斌集团的可再生能源制氢成本可以达到15-25元。清华工业学院的公司在张家口商业运营，750平米容量的华斌规模完全可以达到成本目标，但未来只会更低。

“氢的运输是个大问题。现在是20兆帕，30兆帕马上就出来了。最好的运输工具是II型瓶，钢管内外包裹碳纤维。超过200公里的压缩氢几乎没有竞争力。大家可以看到，7、9、12的车尾意义不大，因为是I型瓶，车辆多，很快就会被淘汰。从这点来看，超过200公里是没有希望的。”，液氢的运输距离很远，可以长达800到1000公里，但问题是生产成本。第一，液氢没有一套完整的装备技术。目前，每天30吨液态氢每年每公斤可以产生10000吨电力，这意味着高达6元。有了运输成本，液氢在国内肯定会成为主流方向，尤其是中国的加氢站，尤其是油气混合式，液氢不需要压缩机和泵，电费低。从产业链来看，液氢是主流，是运输和后续使用决定的。

现在我们华斌集团制造，运输，加油，保证300公里范围内的运输和加油，在车辆端也有部署。如果现在不整合，三家单独谈判也不好。如果现在真的做了，那就整合实现35。这两个是清华产业院给相关企业定的利润分配指标，保证我们拥有的加氢站必须加满35元，不包括国家补贴，“不补贴的也要这么做，现在完全可以这么做。”。

短期内，200公里以内，有高压氢、中长距离液氢是主流方向，中长期管道输送是主流方向。全国管道网络将发挥重要作用。

最后，我想说一下氢供应链的几个关键技术。首先，我们需要解决可再生能源和水电解的整合问题。目前，两者没有联系，因为光合发电是DC，而交流电解是DC交流。这两者之间的耦合可以大大消除，因为未来的氢气生产是分布式的，而不是集中式的。第二，液氢成套设备最好把技术带到中国，用中国的技术降低成本。如果4亿的投资减少到2亿，那就太好了。完整的s……液态氢的设备和技术是非常重要的。第三个关键技术，低温氢技术，低温氢泵数据不全。解决水电解的技术，供氢系统的核心技术就是这三项。“我认为我们需要在关键技术上逆流而上，认真做基础研究。以上，需要加强基础研究，以下，需要加强应用场景建设。不要浮躁，要平和。我觉得氢能需要安心去做。谢谢大家！”！

(注:本文根据现场速记笔记整理，未经演讲者审阅。)

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