官方微信
【原创】李毅中:发展氢能必须要做四件事
氢能| 李毅中 文章来源自:高工氢电网
2020-10-16 10:59:58 阅读:958
摘要灰氢不可取,蓝氢方可用,废氢可回收,绿氢是方向。

在氢能产业链中,制氢是源头,氢气是二次能源,大自然并没有氢气矿产,需要人工制备,现有制备分为两大类:一是化石能源制氢,二是电解水制氢。

化石能源制氢要排放大量的二氧化碳,仅从物料平衡来看,每生产1kg氢气,煤制氢伴生11kg,油制氢是7kg,天然气是5.5kg。去年6月份,世界能源理事会把这种伴有大量二氧化碳排放的氢称为“灰氢”,能把二氧化碳捕集、封存、利用而不排放,“灰氢”就会变成“蓝氢”,而由可再生能源制备得到的氢则完全脱离了碳,称为“绿氢”。

10月15日,在2020氢能产业发展创新峰会上,工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中指出“灰氢不可取、蓝氢方可用、废氢可回收、绿氢是方向”。

在此原则下,需要进一步深入研究,如何在获得氢气的同时,尽最大可能减少乃至没有碳排放。李毅中建议有五件事情要做:

第一件事,要有一个合理务实规划设计和标准;第二件事,抓紧建设二氧化碳捕集、封存和利用研发攻关,特别是产业化;第三件事,要开展工业含氢尾气中氢的回收、提纯和利用;第四件事,发展氢能要置于2030年二氧化碳达峰和2060年碳中和两个大目标之中。

看李毅中具体阐述如下:

第一件事,要有一个合理务实规划设计和标准,要明确方向防止盲目性。

当前氢能已经成为国际能源的一个热门话题,美国、德国、日本、法国、欧盟这些国家都陆续出台了国家层面规划,或者是预案。近日,我们看到麦肯锡发布了一个“美国氢能源经济路线图”提出,到2030年美国用氢的需求,可以达到1700万吨,大概占总能耗的4%,到2050年要达到6300吨,达到美国总能耗的14%,这个指标很鼓舞人心。

法国政府通过了国家氢能源计划,提出到2030年,法国要生产清洁氢就是无碳绿氢60万吨,响应减排二氧化碳600万吨。欧美已经有14个国家制定了各自的能源发展规划,他们认为在短期内可以利用CCS(碳捕捉和储存)发展蓝氢作为过渡,同时要集中资源聚焦可再生能源电解水的无碳绿氢。

欧盟今年发布了氢能战略计划,到2030年生产1000万吨绿氢,日本这方面走得更快,日本捷足先登,在福岛建立了一个光伏发电基地,用光伏取氢900吨,2020年已经建成投产,是目前全球最大规模的制氢工厂,以上这些发达国家的做法,可以借鉴参考。

我国当前相关的省市、企业和机构也在积极行动、热情高涨,近年来也纷纷出台了一些方案,提出了发展的愿景,且各有特色。但总体来看,对氢源关注研究不够,难以形成全国性整体概念。因此需要相关部门组织、调研、编制,根据氢气不同的应用场景,市场需求从能源总体规划和总体视角来提出,氢能如何布局,未来市场需求多大,以及工艺发展路线等,还要制定相应的标准规范。

据说五部委已经在制定,可能会公布这个规划。同时要抓试点示范,不要一下子铺开。据了解,河北省张家口沽源县已经有中德合资正在建设年产1500吨氢气的风电电解水项目,这个要建成以后,比日本福岛项目还要大。

第二件事,抓紧建设二氧化碳捕集、封存和利用研发攻关,特别是产业化。

这是灰氢变成蓝氢,由不可取变成可取的关键。如果没有二氧化碳捕捉,灰氢不取,在这个难题没有解决之前,建议不宜新建化石能源氢。据说,神华集团在2012年就在内蒙建成一个10万吨规模的工厂投用,取得初步效果很不错,不知道现在产业化怎么样。

将煤化学产生的部分二氧化碳经过捕集、液化,加压注入1500米的浅水层,试验成功尚待产业化。听说中石油、中石化也试点用CO2来“驱油”,从地层里面把油赶出去,这些都在试验,这些都需要得到国家的进一步支持,创造产业化和商业化的条件。

美国、英国、挪威等国家都有探索,去年日本川崎重工与澳大利亚能源公司合作,在澳洲的维多利亚建设一座用澳大利亚的褐煤气化来制氢气。然后把氢气液化用船运回日本,二氧化碳要注入澳大利亚的海底,日本很精明地把氢拿走了,把二氧化碳给人家留下了。

我们声明研究必须与CCS一起推进,那么用二氧化碳制甲醇的研发,更加令人瞩目。因为这个如果能成功,二氧化碳就有“出路”。据报道,山西煤化所研究二氧化碳加氢制甲醇,已经有产业化的工艺包在编制,这样有可能会走向产业化,这里面“二氧化碳+氢”,还不是太理想。

美国耶鲁大学应用多项分子电催化用“二氧化碳+水”合成制甲醇,这个就更有实际意义了,现在也有实验成果,如果尽快产业化,就可以成为二氧化碳利用一个重要途径。我建议国家要把它列为重大专项,集中精力去研究二氧化碳的利用,把二氧化碳利用了,不排放了,这个问题就解决了。

第三件事要开展工业含氢尾气中氢的回收、提纯和利用。

全国的氢量究竟有多少?最大的一个数字是,全国有600万吨废氢,这个可能太乐观。但不管有多少,废氢回收毕竟是当前比较现实的途径,因为它已经有了,我们想办法把它回收回来,这个是最现实的。

其中炼油尾气还有不同程度的尾氢。这些含氢尾气作为燃料使用可惜了,把它拿回来进一步提纯得到氢气,除了应用于石油化工以外,有余量就可以外供,需要我们来协调、平衡。

从焦炉气和其他工业含氢尾气中,把氢拿出来,要脱硫一氧化碳等处理提纯,要得到99.99%(含4个9的氢气)纯度的氢气才能进入燃料电池,必须将其中的氯化物、一氧化碳等杂质去掉,否则燃料电池要中毒。回收氢气要技术改造,投入资金要算算账经济是否可行,不可能百分之百的回收。

废氢分散在许多企业,特别是一些中小企业量很小,怎么把它集中起来回收,单个回收要算经济账。所以第三件事是,废氢回收要用最现实的途径去尽可能回收。

第四件事,发展氢能要置于2030年二氧化碳达峰和2060年碳中和这个大目标之中。

严格控制温室气体二氧化碳的排放,防治气候变暖给人类带来灾难这是全世界的共识,这是全世界的行动。

按照2015年《巴黎协定》框架要求,我国承诺第一个指标是,到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%,达到这个指标估计没有什么问题,因为算上2018年,我们已经下降了47%;第二个指标,2030年绝对要达峰,这个指标就比较难;第三个指标非化石能源占比提到20%,经过努力也可以达到,因为去年我们非化石能源的占比是15.3%。每年能增加0.7个百分点;第四个指标是森林蓄积量,比2005年增加45亿立方米,根据林业部的资料,这个指标也可以完成。

近日习近平总书记在第75届联大视频会议中,提出我国到2060年实现碳中和,这是一个鼓舞人心的艰巨目标,所谓的碳中和不是不排二氧化碳,而是排出了二氧化碳能被森林给吸收掉。

发展氢能必须置于以上两个大目标中,绝不能为生产氢气而产生大量二氧化碳,灰氢必须转化蓝氢,方向必须是无碳绿氢。所以我们要提高站位,习总书记讲了这两个目标,向全世界承诺的大目标怎么实现,落实到我们具体工作中去。

此文章有价值
手机扫一扫,分享给朋友
返回顶部