中能电广东院氢能技术中心主任王小博：氢能燃料电池产业链与能源革命

今年“两会”期间，氢能首次变为政府工作报告。3月26日，四部委发布关于进一步完善氢能源汽车推广应用的财政补贴，国务院总理李克强、全国政协副主席万钢多次明确表态大力发展氢能产业。政策层面频频释放的积极信号，把氢能从产业低谷推向了发展的浪潮。

“长安问道，问道新能源未来。”2019能源思享汇论坛于8月18-19日在西安召开。大会以“问道”为主题，聚焦新能源发展，探讨如何进行“能源革命”，又该如何发展新能源之道。能见App全程直播本次论坛。

会议第二天分会场主题为：氢见未来。众多氢能方面的大咖，从制氢、氢能储运、加氢技术和设备以及氢能的安全应用、氢能与其它能源的应用机会等方面一起展开探讨。

中国能源建设集团广东电力设计研究院氢能技术中心主任王小博出席会议并发表主旨演讲，以下为发言全文。

王小博：

大家好，我是中能电广东院的王小博，我简单说一下广东院，中国能源建设集团是年轻的央企，原来我们属于南方电网，2012年央企改革我们划到了中能电，广东院是国内唯一有百万千瓦火电、百万千瓦海上风电和百万千瓦制高压的这么一个单位，我们原来做“一带一路”的项目比较多，到2015年1月李克强总理去了我们单位，主要是因为做了“一带一路”的项目，今天看到有中广核的嘉宾，中广核是我们最大的客户之一。

我先说一下氢的特点，它的原料属性特别强，可再生能源制氢我不给燃料电池供，我依然有很大的市场份额，核心我们再来看氢能它是最终会达到的一个目的，怎么说呢？从能源属性，大家看到石油到天然气就是增氢减碳过程，从能源形式来看，煤炭固态能源到石油业态能源和到天然气加氢气气态能源，这个趋势是不可逆的，当然中间会有波折，但它被称为终极能源的原因是非常典型的，大家一定要去看能源的本质就是CS、HS和OS。

因为氢它不是一次能源，它跟电一样是二次能源，我为什么要强调这点，核心原因未来大家可以看到所有的油气公司都在转为二次能源供应商，所以在电计划和氢的密切结合也会导致氢能上升到更高的高度。这是我们之前做规划的时候梳理的产业链，产业链我们比较推荐工业副产可再生能源制氢。在应用场景这个阶段，大家看到从发电、从化工，大家看到核氢和甲氢，意味着和可再生能源结合的趋势非常明显，它的应用场景非常丰富，包括张主任说的，它成本下降的潜力会非常快。

为什么氢能现在非常火？因为它是唯一一个和这么多能源行业可以发生耦合的这么一种能源形式，无论哪一种都不可能能耦合到这么多行业，从煤化工，因为有大量的副产氢，石油炼化它在加氢精制的过程中，有大量副产氢，电网不说了，这种模式未来是在能源架构上的一个PK。新能源从光伏风电制氢，这个对材料要求非常高。工业气体我说一下，这是工业气体供氮气、供纯氧，对它来说市场机遇更大，也是跟这个有关系，包括下游精细化工，带来的是我作为原料，包括汽车行业现在推的就是氢能，毕竟很多地方我们做规划的时候，他比较纠结，因为工信口在牵头，从能源局、发改口的角度比较纠结，这还有政府内部分工的事，包括生物质和生物燃料。

这是我们在做大湾区能源规划的时候，我们树立了一个能源耦合图，从这个图大家看到氢本身就是无处不在的，这所带来能源本质上的属性，本质上大量的加氢过程，像惠州炼化厂一年要消耗80万吨氢，资源上的回收带来的经济性、环保性是非常强的。

我们看一下煤化工，从煤气化和煤焦化，从各种发电方式来看，结合就是二氧化碳和氢的一个结合，二氧化碳+氢至下游化工，这是未来很大的市场，未来的市场潜力非常强。我们到燃料电池，大家可以看到无论是我的合成气，包括我的炼化厂，最重要最好的结合点就是高燃料电池。大家可以看到无论是美国能源部还是日本的，煤炭清洁能源在高效利用之中，最终都走向了IDFC，IDFC只能接高燃料电池。

我们看一下日本的能源规划，可以看到可再生能源、原子力、化石原料、能效提高，氢能、储能分布式发电放在最下面，在日本都很重要，但没有大家认为的那么重要，它是能源的一个组成部分而已。

我说一下现在整个油气公司是怎么转型的，丹麦油气公司为了把油和气这几个字去掉改名，一次能源业务转向二次能源业务，氢和电本身都是二次能源业务，石油公司转成能源公司，然后我的常规转成非常规，然后石油转向天然气，这个趋势也是不可逆的，后面我们会看到这些国际上油气公司为了拜托煤炭、拜托石油做了多大的努力。

从制氢来讲我们推荐的肯定是下面，马上中科院上海研究所做的2兆瓦液态能源堆会开始建，带来的经济效益是非常好的。只有100%是可再生能源制的氢才能真正没有背离我们用氢的目的，用氢的目的是什么你考虑一下，一定要不忘初心。

这个是RAE之前给的数据，这一栏几乎可以忽略，主要从发展炼化，合成安排，后面还有制甲醇，光从这两个，制氢只要满足带来的市场潜力是非常大的，可再生能源的替代化，尤其在中国天然气价格这么贵的情况下。

这是日本的液氢产业链，时间关系我就不说了。

这是中国，我们想利用泰山核电，因为本身液氢装置最大的能耗也是电，我们希望结合泰山核电气电能够把国内首个民用商用装置能够放在大湾区来。

说一下可再生能源制氢，上面那个是中国最好的风厂之一，它的氢跟燃料电池没有半毛钱关系，因为它2毛5加上我的制氢设备投资差不多3毛，3毛出来的氢十几块钱一公斤，而且又是零排放。

这是未来可再生能源制氢非常重要的应用场景，我作为化工原料，这个市场潜力非常大，你不用等燃料电池和加氢站的布局，你不用等它，因为你本身就是消纳，吉林主要在白城，现在大庆出油出的越来越少。

这个我说一下是全球可再生能源价格下降趋势，大家可以看到，我一定要强调收益，这带来可再生能源制氢成本进一步降低，刚才张主任也说到在中国只要我们产业化规模，我们有信心，现在最大的困难在于海上风电，海上风电现在还是1毛2美元，乘7还是8毛多，这和中国2021年核准的电价还是很接近的，如果降到4美分左右的话，可再生能源制氢潜质将是非常大的。

这是我们之前给中国某个省委做的规划，这时间关系我不展开了。

说一下制氢装置，因为我们当时做的时候，我们做了一套相对来说最终比较优化的一个方案，也是说18台100方制氢设备，一个单位进行一个整合，无论是占地成本、设备投资，相对来说是比较优化的一个，因为它在变电站的配置上正好建了110千伏的变电站，因为你最终是要建变电站的，还是要通过变电的过程。

说一下制氢，这是我们给亚洲开发银行LNG做的一个规划，为什么这么看中呢？亚洲开发银行LNG他们在很多终极目标是一致的，降低全球发展不平衡，我们带来的思路是什么呢？当前LNG产业的分布，LNG产业现在规模非常大，那么液氢产业，虽然在技术跟LNG的成熟度还不能相提并论，但是带来的是整个能源政治版图的变化。以前LNG是靠我地下埋什么，现在靠我天上照什么或者吹什么，带来的就是原来非能源出口国因为有丰富的可再生能源现在能变成能源出口国，尤其在中国“一带一路”国家，这样带来整个能源政治版图的变化，站在更高的高度符合我们习总书记人类命运共同体的角度。同时因为它用可再生能源，带来整个产业机遇也非常大，液氢可以像LNG一样运输，这个带来市场潜力是惊人的，而且对中国来讲无论是马六甲海峡还是什么只要镍氢上了这些都不是事。

我们之前也建议在整个能源规划的时候，现在气化站越来越少了，因为气化站直接配在LNG站旁边了，现在做气化站越来越少了，就直接纳入接收站，还有天然气管道和氢气管道的规划，真正贵的成本机电是可控的，我们希望一次规划、两次实施，因此征地是最困难的，尤其在经济发达地区。

说一下开再生能源的结合，刚才张主任也说包括生物质乙醇，包括我们的垃圾，生物质垃圾，从这个过程大家可以看到，高温燃料电池，那么我LNG出来的生物质天然气也可以进到我的高燃料电池，出来的生物质酸化、转化，无论怎么转化高温燃料电池都是它最好的应用载体。这是国家政策上都是吻合的，我们现在也做类似的项目。

说一下焦炉煤气，大家看到焦炉煤气氢气含量55%，甲烷23%，一氧化碳5%，所以可以看到这套体制是比较好的。

我说一下我们广东院做的比较有趣的项目，是用焦炉煤气，焦炉煤气当中大家看到有一氧化碳、二氧化碳、氢气，国内我们理解未来在二氧化碳转化和氢气利用上有可能产生颠覆性，这涉及一个是量子去化，还有一个是它的氢，这个氢需求量非常小，只是保持它表面反应的一个活性，这个中枢装置已经开始开工，大概明年2月份，春节后可能会开始调试，它的核心就是二氧化碳转化成合成。PHA的起始点至少60%，所以说我们结合膜，大家看到我们用大连理工的核心技术，可以实现这个效率是非常好的，而且大连理工也获得了国家科技进步二等奖。

所以大家看到无论是大分子膜、小分子膜，我们为什么对膜法感兴趣，我们做了国内第一个膜法分离项目，膜行业这个是不含氟的膜，不是反应性膜是分子性膜。

还有国内最大的投资热量海上风电，昨天有中建电，可以看到这是广东省批的近期的海上风电，海上风电制氢时间关系我会说的稍微快一点，海上风电制氢有一个特点，这是国内排名前几位海上风电供应商，在其中占的单位较大的比例也比较高，那么我们想怎么做，海上风电制氢、离岸制氢，因为离岸制氢我经过变化本身有损耗，尤其不仅设备贵，它的施工费用也非常高，因为是在海上作业。

所以我们未来的希望，直接就离岸制氢，取消掉海底电，它也符合海上风电的发电趋势，就是深海深水区，海上电缆的成本只会随着公里数而增加，没有可优化的空间。第一代做的是集中式海上风电制氢，我送软水上来氢和氧送回去，结合未来生产情况，我可能就直接通过海水淡化，制氢、加氢变成镍氢，就变成一个能源站，这样深海深水区回送电成本无论多远都不是核心问题了，不纠结我直流送回还是交流送回。

另外随着现象单风机技术越来越大，带来的是我们PEM制氢，PEM制氢是有客观集成到海上风电基础内部的，我连集中式平台都可以取消掉，尤其像现在7.5兆瓦的内径就已经有了6米，这完全可以放得下PEM制氢。包括SOEC，我们现在想做出1千瓦伏，主要核心它是唯一一个有可能电解海水制氢，我只是说有可能，我们并没有把握一定能做，因为这要做测试，无论是海水的高盐分，氯气对它的腐蚀能力，但是从原理上来讲是具备可行性的。

所以说燃料电池和海上风电本身的结合，我们后面看到和中广核、光伏堆的结合，会成为海上新能源系统核心的步骤，这也符合习总书记所说的“海洋文明”的开拓。

说一下为什么最后推出SOFC，因为SOFC和MCFC都是具有友好型，不用纠结里面你含有的杂质。同时，大家可以看到它的技术优势，相对来说有针对性利用现有能源网络，我就用现在的天然气管网，不适用贵金属，报废后无需回收，全固态，还有大规模生产后成本可以与燃气轮机持平，因为它本身只有陶瓷和不锈钢，本质上来讲。

大家看到IGFC的核心，我这里应该把MCFC放上，因为MCFC商业化走的比IGFC还要快，当然需要注意一点，所有的煤气化装置都需要氧，这个时候你站在更高能源整合的角度，电解水制氢出来的氧你一定要用上。

这是美国能源不做的IGFC2兆瓦的设计，这是日本，可以看到到最终两条线，灰色是燃气，红色是火箭，到最后都不可避免跟S线发生关系，高燃料电气与我的化石燃料，最终发展业态以它为核心，它是能源转化的装置。

这个煤化工我就不展开了，但煤化工最终我强调一下这张图，合成器在未来能源体系中的一个地位，第一个我可以制氢，第二个我可以发电，我有甲醇，FT，大家看到还有我的合成。

包括SOFC，在大规模应用场景下，这些是我们和中广核做的ICFC，这几个项目就不再说了。

说一下MCFC，它的核心优点就是我的二氧化碳捕捉卓永，这是中广核也是新能源在韩国的收购。

我强调一下SO，这带来的环保意义是惊人的，它有很好的应用系统，我可以利用现有二氧化碳，同时我出来的合成气可以替代我煤化工，那样碳排放就随之降低。

制氢储能+海水淡化，这块可以研究，带来的市场前景比较好，甲醇我就不展开了，吉利等这个政策等了很久，它的帝豪在冰岛做了三年预试。

大家可以看到，氧站在更高的高度，可以带来我经济性的大大优化，可以看到氢能源电池可以提升二氧化碳普及和利用的效果，这个意义是非常高的。

我们做了几个中方项目就不再说了，因为时间关系，这是一个智能微网，这是直升机放宽可投放，这是比较好的市场应用前景。

另外超级电容+石墨性，这是个设计项目，具体我不展开了，其中用到小型的SOFC。然后无人机，燃料电池的无人机真正可以做到4个小时长序化，我起码可以飞一个来回，原来锂电池飞不了一个来回，常常载到海里。

氢能安全未来是非常敏感的课题，我希望可以和大家一起合作把这个课题真正做实做深，因为中国规范在这方面是有点弱的，这是我的微信号，大家可以加，后续交流一下，时间比较赶，讲的比较仓促，谢谢大家。

（根据演讲速记整理，未经演讲人审核）