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国际氢能协会副主席毛宗强:能源安全、环境压力催生氢能发展热潮

2019-3-27 09:20

2018年,氢能在中国受到前所未有的关注,上海、佛山、武汉、苏州、济南、大同、张家口……这些城市都已经发布了氢能发展的规划,而且仍有越来越多的城市加入到这个名单中。整个中国都在经历着一轮前所未有的氢能热。 ...


2018年,氢能在中国受到前所未有的关注,上海、佛山、武汉、苏州、济南、大同、张家口……这些城市都已经发布了氢能发展的规划,而且仍有越来越多的城市加入到这个名单中。整个中国都在经历着一轮前所未有的氢能热。

  氢能被中国重视只是近几年的事情,但是殊不知,现任国际氢能协会副主席的毛宗强早在二十六年前便开始接触氢能,研究内容包括氢氧质子交换膜燃料电池、纳米碳储氢、新型制氢方法、氢能经济与安全、氢能标准等等。

  毛宗强1970年从清华大学工程化学系毕业,毕业后留在清华大学核能技术设计研究院从是核化工研究。1989年9月到1993年9月,经过四年的英国留学,毛宗强回到清华大学原来的研究院。但当时研究院的核能研究极其缺乏资金,毛宗强需要在核能之外寻找一个新的研究方向。

  从能源的角度出发,毛宗强经过三个月夜以继日的调研,查阅大量文献资料,最后确定氢能应该是未来能源的方向。于是,毛宗强将氢能确定为自己的研究方向。

  二十多年过去了,中国的氢能产业与当时大相径庭;而毛宗强则成为了中国氢能产业的发展带头人之一。针对引发国际氢能发展热潮的原因,以及中国发展氢能的必要性和需要解决的关键问题,《能源》杂志记者对毛宗强进行了如下专访:

  《能源》:您刚开始进入氢能行业时遇到了哪些困难?

  毛宗强:中国有句老话,三十不学艺。我开始将氢能源作为自己的研究方向时已经47岁。但是面对组织要求,我还是毅然接受了任务。当时研究院很困难,启动氢能研究的资金只有10万元,还分为两个项目,一个是固体氧化物燃料电池(SOFC),另一个就是质子交换膜燃料电池(PEMFC)。

  两个项目都是我建议设立的,当时我选择了第二个项目,第一个项目由另一个教授负责。因为我之前一直从事的都是萃取工程在核化工方面的研究,而氢能研究与原来萃取的研究根本不搭边,原料的萃取设备,分析仪器都派不上用场。经费只有5万元,而且前面也没有引路人,所以起始阶段非常的困难。

  后来克服了很多资金和研究上的困难,自己动手也搭起燃料电池测试平台,开展实验,来访的德国专家大为惊讶。这位专家回国后为我争取到短期访问的名额。1997年,我作为访问学者赴德国卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)研究中心做为期三个月的访问学者。

  当时卡尔斯鲁厄中心已经研究质子交换膜燃料电池多年,进展不大,决定下马。在我访问学者结束后,项目负责人也要退休,所以卡尔斯鲁厄研究中心就把绝大部分设备和资料都给了清华大学。我用德国发给访问学者的津贴,将这些旧设备当做宝贝运回中国。为了节省经费,自己当搬运工,请卡尔斯鲁厄中心的叉车司机帮忙,将设备和资料装满集装箱。这些物资在我的初期燃料电池试验起了很大的作用。

  在2000年,有关氢能国家的973重大基础科研项目设立,我和中科院金属所成会明研究院共同担任这一项目的首席科学家。后来还陆续做了一些工作,业内还比较承认。氢能与燃料电池的发展几起几伏,不少人在高潮时加入,低潮时转行。我是经过认真调查,分析与思考才选定氢能与燃料电池的,所以不论氢能潮起潮落,我一直走到现在。

  所以,进入氢能行业是一个历史的际遇,坚持氢能则是个人对自己判断,预见的坚持。今天,看到越来越多的国家重视氢能,我国的氢能也得到越来越多的地方政府,企业和资本的青睐,心里倍感欣慰。

  《能源》:作为国际氢能协会副主席,您认为现在国际上对于氢能发展态度是怎样的?

  毛宗强:国际氢能发展方面。由于美国特朗普支持煤炭、石油、天然气等传统能源,因此对于氢能并不支持,但是日本、韩国、德国以及美国的不少州都十分支持氢能发展。

  尤其是日本和韩国,国家最高领导人都明确表达了支持的的态度,日本现任首相安倍晋三以及前首相小泉纯一郎都曾明确表态支持氢能发展;而韩国总统文在寅前不久也专门针对氢能发展发表了演讲。

  目前,国内氢能发展的形势已经是热火朝天,各大央企都是纷纷介入,地方也有很多规划。但是还没有如日本、韩国那般提到国家领导人的高度,中国也需要深入的讨论一下,是否要将氢能作为一个国家的战略。

  《能源》:从全球来看,您认为引发国际上和中国氢能发展热潮的原因有哪些?

  毛宗强:在国际上,包括日本、韩国和中国在内,为什么要发展氢能?原因有很多,但是我认为最主要的有两个原因,也就是能源安全和环境压力。

  能源安全方面。日本和韩国两个国家的能源都依赖进口,日本主要依靠石油、煤炭进口,需要经过漫长的海上运输,能源安全是一个大问题,所以他们认为必须要考虑另外一种能够替代煤炭和石油、更安全的能源。

  环境压力方面。由于煤炭和石油使用都会排放二氧化碳,而在《巴黎协定》签订之后,二氧化碳减排压力越来越大,全球温度上升需要控制在1.5°C,而非此前确定的2°C。

  日本针对二氧化碳减排提出过好多方案,2008年提出“冷却地球”计划,总结出21个技术,认为日本如果利用这21个技术,那么日本2050年的碳排放会相当于其2005年的水平,而且经济还会发展。这21个技术中有五六个都直接与氢有关,所以氢在碳减排中起着非常大的作用。

  而对于中国,在能源安全方面相比日韩会好一些,煤炭资源丰富,但是石油、天然气的对外依存度同样很高,这一点和日韩相似。显然中国也面临能源安全的问题,同时承受着大量用传统的化石燃料所带来二氧化碳排放压力。

  据报道,英国已经关闭最后一座煤矿,德国也宣布于2038年关闭燃煤电厂。我国能源组成中,煤炭体量巨大,不可能一下子都去掉,但是如果决定发展氢能,必须有一个清晰的顶层设计,怎么有步骤地去实现这个转变,而不是没有计划的做到哪儿算哪儿。

  《能源》:目前,国内氢能发展聚焦于氢燃料电池汽车,您认为未来的氢能发展应该是怎样的?

  毛宗强:目前国内氢能发展聚焦于氢燃料电池汽车,是因为国家政策支持力度大,补贴还没有退坡。

  但是我想需要全面发展氢能,和氢能的各种应用相比,氢能在交通的应用占比不到30%,60%-70%的氢都要应用在其他地方,比如说氢能发电、建筑供暖、工业用高品位热源、化工原料等。

  目前,可再生能源发电量越来越大,但是由于其不稳定,电网是以煤电基础来接纳可再生电量。如果将来要削减煤电,可以用氢来发电,代替煤电成为电网稳定的基础。

  据国际上的测算,到2050年时,大概15%左右的氢能要用到发电上,日本已经在开展超大功率的氢能源燃气轮机发电的工作。

  还有就是建筑用热电联供,日本也做了很多,而我们国家基本还没有。

  未来的氢能发展应该是全面的,不仅仅是目前聚焦的氢能交通,而是包括氢全方位应用的氢经济,进而发展到包括氢医学在内的氢社会。

  《能源》:在技术方面,中国无疑和国外先进水平仍有差距,您怎么看这种差距?

  毛宗强:我认为中国氢能虽然逐渐被大家认可和支持,但是毕竟要有个阶段,如果一开始便是很高的标准,便很难起步和推广。

  比如说国内最起码已经有了氢燃料电池的大巴和卡车,35MPa的加氢站也可以使用,不能直接与日本70MPa应用于燃料电池小轿车上的水平相比较,国内现在还没发展到小车的阶段。但以后肯定会朝这方面发展。

  目前,我国氢能和国外相比,有不少差距,但总的来说是正朝缩小差距的趋势发展。

  《能源》:关于氢能标准,您也做了许多工作,您能介绍一下这块的情况和问题吗?

  毛宗强:我们在2008年之前便一直在做标准,后来在2008年成立了中国标准化委员会氢能技术专业委员会,代号SAC/TC309,对标国际标准化组织氢能技术委员会,代号ISO/TC197。我作为发展中国家代表,担任ISO/TC197副主席近三届,2018年底卸任,现由年轻的中国专家继任。

  到目前为止,在国内多个不同领域标委会的努力下,全国性的氢能标准已经做了七八十项,但是还不能够满足氢能发展的要求。我个人认为应该大力促进国家标准。

  制定标准本身的目的就是为了产品、技术流通,但是目前每个标委会每年只有几项国家标准的额度,比如每年国家给氢能标委会的编写标准五项左右,然后形成五个标准,但氢能每年实际上有很大的需求,不止这五个,现在为了控制数量,人为地压制国家标准的数量。

  现在放开地方标准或者企业标准的制定,但是我个人有疑问,我觉得国家应该抓的是国家标准的质量,应该放手的是国家标准的数量,应该鼓励的是中国标准进入国际标准。用制定地方或者企业标准代替国家标准的缺失,是不科学的。

  《能源》:对于国内氢能发展,您有哪些建议?

  毛宗强:国内氢能下一步发展,第一个建议就是需要设立专门的政府管理机构,有专门的官员来专职负责氢能。

  到目前为止,中国还没有专门的机构和官员负责氢能,都是代管。在美国能源部,它下面便有专门的氢能与燃料电池办公室负责全国氢能的管理,办公室有30多个工作人员,美国能源部网上公布联系方式,谁负责什么,比如氢气制备、燃料电池、氢在军事上的应用、国际关系等等都很明确,一目了然。

  在日本,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)为日本最大的公立研究开发管理机构,承担着日本的一部分经济产业行政业务,主要目标是负责解决能源和环境问题;以及促进科技产品的转化。其下面有专门的机构负责氢能的项目设计、招标和验收等工作。

  虽然我们成立了若干联盟,像比较重要的便是2018年2月份国家能源集团牵头成立的中国氢能联盟。但是联盟毕竟是个联盟,无法发挥政府的领导作用,只能起到行业自律作用。

  第二个建议就是要合理规划氢能顶层设计,全国氢能虽然热火朝天,但是没有全国统一规划,就会低水平重复,低品质竞争,影响我国氢能进步。现在不少地方政府如上海、苏州、佛山等地都推出地区规划,只是好事情。要是有全国性的氢能规划,那就更好了。

  第三个建议就是加强氢能科普,让更多的官员和公众了解氢能,认识氢能,就会避免因对氢能的无端恐惧和缺乏了解而将氢气划到危险化学品类别,而不是像天然气一样归于能源气体。(文 | 李帅)

这个人很懒,什么也没留下...
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