在2019年6月21日召開(kāi)的“中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)與能源轉(zhuǎn)型發(fā)展論壇”上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)杜祥琬以《發(fā)展氫能需從源頭可持續(xù)》為主題，就氫能產(chǎn)業(yè)鏈的前端（源頭）發(fā)表了演講。
從發(fā)展初衷說(shuō)氫能
在我國(guó)和全球能源體系中，石油的作用非常重要，我國(guó)的石油戰(zhàn)略在目前和一段時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)油，由于石油是不可再生資源，在我國(guó)一次能源中對(duì)外依存度最高，以及石油燃燒造成污染和溫室氣體排放等原因，我們還必須控油，控制煤炭消耗的總量。
最近，中國(guó)油控研究項(xiàng)目發(fā)布《中國(guó)傳統(tǒng)燃油車(chē)退出時(shí)間表研究》報(bào)告，結(jié)論是2050年我國(guó)有望告別傳統(tǒng)燃油車(chē)，目前我國(guó)車(chē)用石油消耗是石油總消耗量的42%，車(chē)用汽柴油消耗占比更是超過(guò)了成品油消耗總量的80%。
傳統(tǒng)燃油車(chē)如果逐步退出，將大大減少尾氣的排放，減少霧霾，包括污染物和溫室氣體排放。交通能源將逐步由混合動(dòng)力車(chē)、純電動(dòng)車(chē)和氫燃料電池車(chē)取代。
這個(gè)報(bào)告還指出，我國(guó)柴油消費(fèi)量目前已經(jīng)達(dá)到了峰值區(qū)，汽油消費(fèi)量將在2025年左右達(dá)峰。燃油車(chē)終端溫室氣體排放有望在2024年達(dá)峰，而2040年和2050年終端溫室氣體排放水平將較峰值分別下降51%和57%。
氫能用途有多種，發(fā)展氫燃料電池交通用能是最現(xiàn)實(shí)的主攻方向，我們發(fā)展氫能的初衷就是要減少污染和溫室氣體排放，我們講不忘初心，牢記使命，氫的使命就是減少污染和溫室氣體排放。
從戰(zhàn)略高度來(lái)說(shuō)，發(fā)展氫燃料電池車(chē)還有利于國(guó)家安全，包括兩個(gè)方面。
第一，有利于我國(guó)能源的供需安全，我國(guó)能源對(duì)外依存度最高的是石油，而且國(guó)際形勢(shì)非常敏感，增加了我們能夠掌控的交通能源動(dòng)力，可以減少對(duì)能源的依賴，保障能源的供需安全。
第二，有利于我國(guó)能源的環(huán)境安全，包括氣候安全。
發(fā)展氫產(chǎn)業(yè)是否一定符合上述初衷呢？這要取決于拿什么來(lái)制氫。制氫是氫產(chǎn)業(yè)鏈條的前端，也就是源頭，現(xiàn)在制氫的技術(shù)很多，需要分析，需要選擇。
目前產(chǎn)的氫多半來(lái)自于化石燃料，我們的初衷是減少污染和溫室氣體排放，所以依賴化石燃料的制氫路線可持續(xù)嗎？符合發(fā)展氫的初心嗎？
這個(gè)問(wèn)題值得我們思考，提出這樣一個(gè)問(wèn)題來(lái)，制氫的渠道很多，如何選擇符合初心的，把氫產(chǎn)業(yè)建立在科學(xué)基礎(chǔ)上，使之可持續(xù)、高質(zhì)量地發(fā)展？
為此，有氫能專(zhuān)家提出“氫能倫理”概念，這是開(kāi)發(fā)利用氫能的準(zhǔn)則，核心是可持續(xù)發(fā)展。也就是說(shuō)，我們更加重視符合初心的制氫手段的選擇，比目前的經(jīng)濟(jì)性更起長(zhǎng)遠(yuǎn)作用的是可持續(xù)性，可持續(xù)性也會(huì)變成未來(lái)的經(jīng)濟(jì)性。
能源全局中的氫能
一次能源分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是化石能源，包括煤、油、氣，另一類(lèi)是非化石能源，即可再生能源，包括水能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)帷⒑Ｑ竽艿??；茉春头腔茉串a(chǎn)生一系列二次能源，包括電、熱、氫。
凡是化石燃料，只要燃燒都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳燃料，非化石能源沒(méi)有這樣的問(wèn)題，但有些非化石能源有間歇性，如風(fēng)和光要有儲(chǔ)能相配合，能源全局大概是這樣一個(gè)關(guān)系。
從制氫來(lái)說(shuō)，化石能源也好，非化石能源也好，技術(shù)上都可以走通，但只有非化石能源是無(wú)排放的。
目前用氫量不是很大，目前可以用工業(yè)副產(chǎn)氫，這個(gè)量很大了。再加上可再生能源棄風(fēng)棄光棄水，用電解水來(lái)制氫。這兩個(gè)渠道的氫來(lái)源已經(jīng)不少了，將來(lái)發(fā)展起來(lái)需要更大規(guī)模的氫，更大規(guī)模的產(chǎn)氫應(yīng)該立足于可再生能源制氫，這樣才能做到全產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有排放。
煤制氫是可以走，但是煤制氫很復(fù)雜，煤制氫的基本反應(yīng)方程式是C+2H2O=CO2+2H2-Q，煤+炭+水一定產(chǎn)生熱量，Q產(chǎn)生二氧化碳和氫，氫出來(lái)了，二氧化碳也必須產(chǎn)生。
可以想到，二氧化碳排放可以用CCS將碳捕獲然后存儲(chǔ)。我們現(xiàn)在能不能完全把排放的二氧化碳進(jìn)行捕獲并且存儲(chǔ)了？如果全部捕獲了，煤制氫是否還便宜、經(jīng)濟(jì)？
煤制氫沒(méi)有問(wèn)題，氫拿去替代油開(kāi)車(chē)，從頭到尾全周期的結(jié)果是什么呢？是燒了煤，省了油，燃油車(chē)排放轉(zhuǎn)移。問(wèn)題是這樣的結(jié)果是否符合我們的初心？
我們很多地方明白這一點(diǎn)。吉林白城用太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電，電解水制氫，延伸至全產(chǎn)業(yè)鏈條，源頭是風(fēng)、光可以在源頭做到零排放、零污染。
張家口提出利用風(fēng)、光的資源優(yōu)勢(shì)，低成本制氫，以大巴車(chē)、物流車(chē)為主發(fā)展氫燃料電池車(chē)，整個(gè)思路也非常清晰，這都是值得肯定的。
說(shuō)幾句我的理解。感謝能源情報(bào)研究中心對(duì)歐洲主要是德國(guó)、日本、美國(guó)制氫做法的非常仔細(xì)的研究和報(bào)道，歐洲提出，能源系統(tǒng)將由太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源來(lái)主導(dǎo)，由其產(chǎn)生的綠色氫能和綠色電力將取代化石燃料。
這里的綠色氫能指的是綠色的可再生能源，化石能源也能產(chǎn)生氫，他們叫藍(lán)色氫。藍(lán)色氫技術(shù)要向綠色氫過(guò)渡，可以用化石燃料做一點(diǎn)氫，但最終走向要綠氫，就是可再生能源制氫。
日本提了一句話，利用可再生能源電力制氫（P2G）技術(shù)被市場(chǎng)看好。美國(guó)有一個(gè)管理上的提法很明確，能源部在能效和可再生能源辦公室下面設(shè)立燃料電池技術(shù)辦公室，負(fù)責(zé)全國(guó)氫能的管理。
幾點(diǎn)討論
講一個(gè)真實(shí)的故事。我國(guó)有幾位同志訪問(wèn)冰島，發(fā)現(xiàn)冰島這個(gè)國(guó)家開(kāi)車(chē)沒(méi)有加油站，全國(guó)只用幾個(gè)加氫站就解決問(wèn)題了?；貋?lái)以后就向中央打報(bào)告，“氫能經(jīng)濟(jì)”就要到來(lái)。
這是個(gè)很新的提法，當(dāng)時(shí)領(lǐng)導(dǎo)批復(fù)工程院?jiǎn)栐趺椿厥?，工程院給了一個(gè)回答，冰島只有幾十萬(wàn)人，整個(gè)能源全是可再生能源，靠的是什么？水電和地?zé)?，這兩個(gè)足夠他們國(guó)家用了，根本沒(méi)有污染和溫室氣體排放。
冰島的能源結(jié)構(gòu)，71%是水電，29%是地?zé)幔@是老天爺給的，低成本，不僅可以發(fā)電，還可以用來(lái)制氫。在冰島，16個(gè)加氫站滿足了全國(guó)的需要，他們只有30萬(wàn)人。
冰島的國(guó)情是這樣，如果中國(guó)的可再生能源發(fā)展起來(lái)，有了足夠的可再生能源并且足夠便宜的話，可以逐步增加制氫量。
冰島的終端能源，不管是電、熱，還是氫，都來(lái)自可再生能源，這是冰島的現(xiàn)實(shí)。這個(gè)事過(guò)去16年了，世界上沒(méi)有哪一個(gè)國(guó)家把冰島模式進(jìn)行推廣，歐洲、美國(guó)、日本都發(fā)展得不錯(cuò)，一下子稱(chēng)氫能經(jīng)濟(jì)還有點(diǎn)問(wèn)題，但是冰島也沒(méi)有說(shuō)氫能社會(huì)，有電、地?zé)嶂苯佑昧?，為什么?jīng)過(guò)氫呢？
日本各個(gè)媒體介紹了日本《氫能與燃料電池路線圖》，這個(gè)路線圖分三步走，第三步“零排放制氫、運(yùn)氫、儲(chǔ)氫等整體運(yùn)作”，日本提得很清楚。最終大規(guī)模用氫、制氫，還是第三步零排放制氫。
我看到不止一個(gè)媒體用了“氫能是人類(lèi)的終極能源”這個(gè)提法，終極能源是什么意思？人類(lèi)最終依靠的能源就是終極能源，人類(lèi)最終靠氫能，人類(lèi)終極能源就是氫。而氫是二次能源，需要由一次能源產(chǎn)生，只靠氫而沒(méi)有可制氫的一次能源是不可能的，所以，“終極能源”這樣的提法是否合適？
“氫能社會(huì)”。日本這樣提了，媒體醒目的標(biāo)題是“日本吹響氫能的集結(jié)號(hào)”，馬上文件里給了一個(gè)定義，氫能社會(huì)指的是以氫為主要能源的經(jīng)濟(jì)社會(huì)，以氫為主的經(jīng)濟(jì)社會(huì)叫做氫能社會(huì)不過(guò)分，但是有這樣一個(gè)社會(huì)嗎？
以氫為主要能源的經(jīng)濟(jì)社會(huì)，如果指的是一次能源，氫本身不是一次能源而是二次能源，如果指的是二次能源，二次能源還有電和熱，氫成為二次能源一個(gè)非常重要的部分，但是我們會(huì)有一個(gè)二次能源都用氫的社會(huì)嗎？
離開(kāi)一次能源，氫就變成無(wú)源之水、無(wú)根之木，我們說(shuō)氫能社會(huì)，不如扎實(shí)做好“氫動(dòng)力汽車(chē)革命”更實(shí)際。未來(lái)氫批量生產(chǎn)、批量制作要靠非化石能源的話，不如稱(chēng)之為“非化石能源社會(huì)”。
現(xiàn)在的能源結(jié)構(gòu)還是以化石能源為主，將來(lái)逐步轉(zhuǎn)型非化石能源為主的能源社會(huì)，“非化石能源社會(huì)”才是實(shí)在的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒖茖W(xué)的提法。
還有一種提法，“能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)化史是減碳加氫”。我打了一個(gè)問(wèn)號(hào)。能源轉(zhuǎn)型的重要內(nèi)容是從化石能源轉(zhuǎn)向非化石能源，轉(zhuǎn)向太陽(yáng)能、風(fēng)能，減了碳，加氫不一定。太陽(yáng)能、風(fēng)電可以直接發(fā)電了，并不一定加氫。
能源的進(jìn)化是走向低碳化、無(wú)碳化，要用好氫，但不能說(shuō)能源進(jìn)化就需要加氫。
最后，做好符合初衷的氫能產(chǎn)業(yè)要有一個(gè)明確的指標(biāo)，很多地方用有了多少氫能燃料電池車(chē)作為指標(biāo)來(lái)衡量產(chǎn)業(yè)。
然而，替代多少噸油還不夠，減排多少噸二氧化碳才是我們發(fā)展氫能的目的，要用減排二氧化碳來(lái)衡量戰(zhàn)略目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)。能源轉(zhuǎn)型是為了可持續(xù)發(fā)展，總趨勢(shì)是低碳化，發(fā)展氫能要從源頭可持續(xù)發(fā)展。
