杜祥琬院士：发展氢能不应违背初衷

　　在2019年6月21日召开的“中国氢能产业与能源转型发展论坛”上，中国工程院院士、中国工程院原副院长杜祥琬以《发展氢能需从源头可持续》为主题，就氢能产业链的前端（源头）发表了演讲。

　　在我国和全球能源体系中，石油的作用非常重要，我国的石油战略在目前和一段时间内是稳油，由于石油是不可再生资源，在我国一次能源中对外依存度最高，以及石油燃烧造成污染和温室气体排放等原因，我们还必须控油，控制煤炭消耗的总量。

　　最近，中国油控研究项目发布《中国传统燃油车退出时间表研究》报告，结论是2050年我国有望告别传统燃油车，目前我国车用石油消耗是石油总消耗量的42%，车用汽柴油消耗占比更是超过了成品油消耗总量的80%。

　　传统燃油车如果逐步退出，将大大减少尾气的排放，减少雾霾，包括污染物和温室气体排放。交通能源将逐步由混合动力车、纯电动车和氢燃料电池车取代。

　　这个报告还指出，我国柴油消费量目前已经达到了峰值区，汽油消费量将在2025年左右达峰。燃油车终端温室气体排放有望在2024年达峰，而2040年和2050年终端温室气体排放水平将较峰值分别下降51%和57%。

　　氢能用途有多种，发展氢燃料电池交通用能是最现实的主攻方向，我们发展氢能的初衷就是要减少污染和温室气体排放，我们讲不忘初心，牢记使命，氢的使命就是减少污染和温室气体排放。

　　第一，有利于我国能源的供需安全，我国能源对外依存度最高的是石油，而且国际形势非常敏感，增加了我们能够掌控的交通能源动力，可以减少对能源的依赖，保障能源的供需安全。

　　发展氢产业是否一定符合上述初衷呢？这要取决于拿什么来制氢。制氢是氢产业链条的前端，也就是源头，现在制氢的技术很多，需要分析，需要选择。

　　目前产的氢多半来自于化石燃料，我们的初衷是减少污染和温室气体排放，所以依赖化石燃料的制氢路线可持续吗？符合发展氢的初心吗？

　　这个问题值得我们思考，提出这样一个问题来，制氢的渠道很多，如何选择符合初心的，把氢产业建立在科学基础上，使之可持续、高质量地发展？

　　为此，有氢能专家提出“氢能伦理”概念，这是开发利用氢能的准则，核心是可持续发展。也就是说，我们更加重视符合初心的制氢手段的选择，比目前的经济性更起长远作用的是可持续性，可持续性也会变成未来的经济性。

　　一次能源分为两大类，一类是化石能源，包括煤、油、气，另一类是非化石能源，即可再生能源，包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热、海洋能等。化石能源和非化石能源产生一系列二次能源，包括电、热、氢。

　　凡是化石燃料，只要燃烧都会产生二氧化碳燃料，非化石能源没有这样的问题，但有些非化石能源有间歇性，如风和光要有储能相配合，能源全局大概是这样一个关系。

　　目前用氢量不是很大，目前可以用工业副产氢，这个量很大了。再加上可再生能源弃风弃光弃水，用电解水来制氢。这两个渠道的氢来源已经不少了，将来发展起来需要更大规模的氢，更大规模的产氢应该立足于可再生能源制氢，这样才能做到全产业链没有排放。

　　煤制氢是可以走，但是煤制氢很复杂，煤制氢的基本反应方程式是C+2H2O=CO2+2H2-Q，煤+炭+水一定产生热量，Q产生二氧化碳和氢，氢出来了，二氧化碳也必须产生。

　　可以想到，二氧化碳排放可以用CCS将碳捕获然后存储。我们现在能不能完全把排放的二氧化碳进行捕获并且存储了？如果全部捕获了，煤制氢是否还便宜、经济？

　　煤制氢没有问题，氢拿去替代油开车，从头到尾全周期的结果是什么呢？是烧了煤，省了油，燃油车排放转移。问题是这样的结果是否符合我们的初心？

　　我们很多地方明白这一点。吉林白城用太阳能和风能发电，电解水制氢，延伸至全产业链条，源头是风、光可以在源头做到零排放、零污染。

　　张家口提出利用风、光的资源优势，低成本制氢，以大巴车、物流车为主发展氢燃料电池车，整个思路也非常清晰，这都是值得肯定的。

　　说几句我的理解。感谢能源情报研究中心对欧洲主要是德国、日本、美国制氢做法的非常仔细的研究和报道，欧洲提出，能源系统将由太阳能和风能等可再生能源来主导，由其产生的绿色氢能和绿色电力将取代化石燃料。

　　这里的绿色氢能指的是绿色的可再生能源，化石能源也能产生氢，他们叫蓝色氢。蓝色氢技术要向绿色氢过渡，可以用化石燃料做一点氢，但最终走向要绿氢，就是可再生能源制氢。

　　日本提了一句话，利用可再生能源电力制氢（P2G）技术被市场看好。美国有一个管理上的提法很明确，能源部在能效和可再生能源办公室下面设立燃料电池技术办公室，负责全国氢能的管理。

　　讲一个真实的故事。我国有几位同志访问冰岛，发现冰岛这个国家开车没有加油站，全国只用几个加氢站就解决问题了。回来以后就向中央打报告，“氢能经济”就要到来。

　　这是个很新的提法，当时领导批复工程院问怎么回事，工程院给了一个回答，冰岛只有几十万人，整个能源全是可再生能源，靠的是什么？水电和地热，这两个足够他们国家用了，根本没有污染和温室气体排放。

　　冰岛的能源结构，71%是水电，29%是地热，这是老天爷给的，低成本，不仅可以发电，还可以用来制氢。在冰岛，16个加氢站满足了全国的需要，他们只有30万人。

　　冰岛的国情是这样，如果中国的可再生能源发展起来，有了足够的可再生能源并且足够便宜的话，可以逐步增加制氢量。

　　冰岛的终端能源，不管是电、热，还是氢，都来自可再生能源，这是冰岛的现实。这个事过去16年了，世界上没有哪一个国家把冰岛模式进行推广，欧洲、美国、日本都发展得不错，一下子称氢能经济还有点问题，但是冰岛也没有说氢能社会，有电、地热直接用了，为什么经过氢呢？

　　日本各个媒体介绍了日本《氢能与燃料电池路线图》，这个路线图分三步走，第三步“零排放制氢、运氢、储氢等整体运作”，日本提得很清楚。最终大规模用氢、制氢，还是第三步零排放制氢。

　　我看到不止一个媒体用了“氢能是人类的终极能源”这个提法，终极能源是什么意思？人类最终依靠的能源就是终极能源，人类最终靠氢能，人类终极能源就是氢。而氢是二次能源，需要由一次能源产生，只靠氢而没有可制氢的一次能源是不可能的，所以，“终极能源”这样的提法是否合适？

　　“氢能社会”。日本这样提了，媒体醒目的标题是“日本吹响氢能的集结号”，马上文件里给了一个定义，氢能社会指的是以氢为主要能源的经济社会，以氢为主的经济社会叫做氢能社会不过分，但是有这样一个社会吗？

　　以氢为主要能源的经济社会，如果指的是一次能源，氢本身不是一次能源而是二次能源，如果指的是二次能源，二次能源还有电和热，氢成为二次能源一个非常重要的部分，但是我们会有一个二次能源都用氢的社会吗？

　　离开一次能源，氢就变成无源之水、无根之木，我们说氢能社会，不如扎实做好“氢动力汽车”更实际。未来氢批量生产、批量制作要靠非化石能源的话，不如称之为“非化石能源社会”。

　　现在的能源结构还是以化石能源为主，将来逐步转型非化石能源为主的能源社会，“非化石能源社会”才是实在的、严谨的、科学的提法。

　　还有一种提法，“能源转型的进化史是减碳加氢”。我打了一个问号。能源转型的重要内容是从化石能源转向非化石能源，转向太阳能、风能，减了碳，加氢不一定。太阳能、风电可以直接发电了，并不一定加氢。

　　最后，做好符合初衷的氢能产业要有一个明确的指标，很多地方用有了多少氢能燃料电池车作为指标来衡量产业。

　　然而，替代多少吨油还不够，减排多少吨二氧化碳才是我们发展氢能的目的，要用减排二氧化碳来衡量战略目标是否实现。能源转型是为了可持续发展，总趋势是低碳化，发展氢能要从源头可持续发展。

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