清华启迪能源环境研究院副院长冯武军：发展氢能应考虑经济性
10月30日上午，《2020年全国智慧用能与节能技术发展论坛》分论坛“综合能源系统与综合能源服务专题论坛”在北京贵都大酒店举行。
会上，清华启迪能源环境研究院副院长冯武军发表了《科技创新推进氢能产业发展》的主题报告。
冯武军建议，为推动我国氢能产业发展，冯武军提出了“系统谋划链条环节”、“顶层设计应用场景”、“核心产品自主可控”、“因地制宜安全经济”等建议。
他认为，在综合能源的框架范围内，国网发展氢能，或者把氢能放在非常重要的位子，在技术上不能跟跑，而应该通过创新的模式把氢能事业做好。
冯武军还从制氢、储运、加氢三个方面探讨技术方面的支撑。
以下是发言节录：
非常高兴有机会一起交流。
我比较侧重在综合能源服务下的氢能是什么定位。氢能很热，不仅仅局限于氢燃料电池汽车，而且还要很多应用场景。
氢能就像以前进军充电桩和纯电汽车的模式一样，氢能产业的发展也离不开这几个产业链的共同发展，也就是如何把制氢做好，如何把储运走好，如何把加氢做好，如何把燃料电池的使用寿命提高。
当然，还有如何把氢能发展到除了汽车以外的领域。但目前我们国家从跟跑，到很多方面也有领跑的方式，我一直觉得，国网发展氢能，或者要把氢能放到很重要的地位，就不能跟跑，而是通过创新的模式把氢能事业做好。
目前，我感觉，如何把制氢，储氢、加氢，包括燃料电池，甚至应用侧，我觉得比较难可能还是储存和运输。
比如说储，之前定的是两个“一体化”，讲的都是储，储能方式有化学的和物理的。
第二就是顶层设计的应用场景。氢能目前炒得比较热的是关于车的，船、火车，甚至无人机。以前国网上课题的时候还专门有用直升机巡检，现在都变成无人机了，无人机现在不用锂电了，都用氢燃料电池。
这一切反应了我们要充分的去考虑场景，这样的话才会把布局抢先占有。当然我刚才说的更多的是分布式能源，又可以把它作为储能的方式。在弃风弃光弃水等情况下，希望氢能能作为很好的储能方式。
目前来看，锂电比较贵，钠离子还没产业化，大规模的除了水电外，压缩空气储能的成本比较高。氢能作为大规模的，不管是发电侧，都有很好的应用场景。
第三，核心产品的自主可控。目前来说，城市来说，基本上有50个城市都在玩氢能，都制定了氢能规划和行动计划。这其中，长三角和珠三角比较厉害，但河南、河北，包括西北都在做。
所以，在这种很多都是盲目的情况下，要么引进，并购，还是存在自主可控的问题。就像芯片一样，现在被别人“卡脖子”。
我特别希望，对我们来说，不管在那个环节里，最好能够有自主研发的思考，或者说跟高校院所合作开发，这样未来占有主动。
第四，因地制宜安全经济。目前从事氢能产业的公司比较多，有的还是上市公司。对国网来说，要从事综合能源，要绿色低碳，一定要因地制宜，充分考虑它经济性。
下面我想说的是，在这几个环境里，有哪些能够用科技的手段支撑，创新，使得先进技术给予参考。
首先是制氢，从能效的角度来说，用氯碱，焦炉煤气制氢这个相对来说是能效高一些，效率高一些，之前提的最多电解水制氢相对来说还是效率最低。
国网专门上过基于可再生能源的波动情况下，如何实现电解水。从行业整体上来看，效率最高的还是“灰氢”。
第二，既然要绿色、低碳、清洁，那灰氢自然污染就比较重，绿氢没什么排放，电解水污染排放是最低的，煤制氢污染比较高。
碳排放方面，十四五估计会把它作为非常重要的事项。2035年离得也不远，碳排放的角度来看，电解水制氢的减排效果是最好的。
但从经济性来看，目前灰氢比较便宜，规模比较大。比如说，燕山石化，河北定州，都是焦炉煤气制氢，工业副产气制氢，也能达到五个9，而且比较便宜。虽然有排放，但是可以马上支持冬奥会的使用，光靠电解水很难。
当然，不是说灰氢就不玩，关键是怎么看。我的个人看法是，灰氢过程中，恰恰也把钢铁、煤化工等工业工艺转型，原来是做甲醇，合成氨，合成氨的经济价值也不高，与其这样，还不如通过改造解决掉。
刚才说的灰氢，有合理性，除了经济便宜，能到七八毛钱，也能到燃料电池车应用的纯度，但能不能把它节能减排的工艺改造了。焦炉煤气等都是提存，在这个工艺中，可以用中温变压吸附制氢技术。现在这项技术已经研发出来了，比较成熟了。
它的最核心的是，这项技术取得的关键突破是，开发450-500度低温烧结工艺，传统的基本上都是700-900度，避免吸附剂活性成分损失。
还有一种制氢方式也很好，既环保，有低碳，就是化学链制氢，尤其是短程化学链制氢技术。
什么叫短程化学链制氢？举个例子，以前钢铁厂里的粉尘，它和燃煤火电厂的粉尘不太一样，里面有很多金属。在原油除尘的工艺上加上一个反应器，高温蒸汽，高温水和铁进行反应就会生成四氧化三铁和氢气，我们拿到的就是绿氢了，跟电解水一样。
接下来谈谈储氢，目前用的最多的是高压储氢，35兆帕，70兆帕的高压。如果不高压，太不经济了。
我想给大家的推荐的是有机液态储氢。目前来说，这种技术是非常好的方式，不仅仅是对汽车，分布式能源也可以。这里有几个比较，抽水蓄能，压缩空气，锂电池等，液体有机非常经济。
有机液态储氢目前有两大流派，一种是中国地质大学（武汉），一个是南京大学，它们都是玩催化剂的。这其中，甲苯用的最多的是日本。
未来，除了想玩高压储氢，我还是推荐有机液态储氢。
还有一种方式储氢是天然气储氢。最好的方式是大规模通过管道方式运输，但是氢在一定的高压下，万一管道的焊缝跟氢反应，安全性问题不太好保障。
管道输送目前没有可行性。但是往天然气里面掺20%比例的氢气，通过管道输送是没有问题的。这个在德国、法国，以及河北也在试用这种方式。
另外，应用侧的使用其实也没有问题。汽车想达到欧六的标准，用现在的汽柴油肯定达不到，但是把车改成CNG的车，往里面掺15%的氢气，改改装置，就能实现。这个我也是很推荐的。
再来说说加氢。如果不考虑有机液态的方式，还是考虑高压的方式，建加氢站，就像充电站，我建议，加氢站也需要一定的科技支撑，改变目前过于依赖国外的现状。
有两个方式改进，第一个是在阀门和管件方面变成一体化；第二，氢压缩机一定要用新型的，不仅时间段，节能效果还好。假如我们要投加氢站，可以考虑用我们国内的技术和设备。
再说压缩机，这以前是火箭用的，一旦大量用到加氢站，会起到很好的效果。
第三个，燃料电池。由于时间关系，不在这里展开说了。当然最难的是SOFC，也是国外防着我们的。
未来，在综合能源中，某些地方如果适合做分布式能源中的东西，建议把SOFC的东西嵌进去，当然规模不用大，发电效率高，能够达到60%。
今天就跟大家交流在这，谢谢大家！
