鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:815次 | 2019年06月14日
毛宗強(qiáng):能源安全、環(huán)境壓力催生氫能發(fā)展熱潮
2018年,氫能在中國(guó)受到前所未有的關(guān)注,上海、佛山、武漢、蘇州、濟(jì)南、大同、張家口……這些城市都已經(jīng)發(fā)布了氫能發(fā)展的規(guī)劃,而且仍有越來(lái)越多的城市加入到這個(gè)名單中。整個(gè)中國(guó)都在經(jīng)歷著一輪前所未有的氫能熱。
氫能被中國(guó)重視只是近幾年的事情,但是殊不知,現(xiàn)任國(guó)際氫能協(xié)會(huì)副主席的毛宗強(qiáng)早在二十六年前便開(kāi)始接觸氫能,研究?jī)?nèi)容包括氫氧質(zhì)子交換膜燃料電池、納米碳儲(chǔ)氫、新型制氫方法、氫能經(jīng)濟(jì)與安全、氫能標(biāo)準(zhǔn)等等。
毛宗強(qiáng)1970年從清華大學(xué)工程化學(xué)系畢業(yè),畢業(yè)后留在清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計(jì)研究院從是核化工研究。1989年9月到1993年9月,經(jīng)過(guò)四年的英國(guó)留學(xué),毛宗強(qiáng)回到清華大學(xué)原來(lái)的研究院。但當(dāng)時(shí)研究院的核能研究極其缺乏資金,毛宗強(qiáng)需要在核能之外尋找一個(gè)新的研究方向。
從能源的角度出發(fā),毛宗強(qiáng)經(jīng)過(guò)三個(gè)月夜以繼日的調(diào)研,查閱大量文獻(xiàn)資料,最后確定氫能應(yīng)該是未來(lái)能源的方向。于是,毛宗強(qiáng)將氫能確定為自己的研究方向。
二十多年過(guò)去了,中國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)與當(dāng)時(shí)大相徑庭;而毛宗強(qiáng)則成為了中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶頭人之一。針對(duì)引發(fā)國(guó)際氫能發(fā)展熱潮的原因,以及中國(guó)發(fā)展氫能的必要性和需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題,《能源》雜志記者對(duì)毛宗強(qiáng)進(jìn)行了如下專訪:
《能源》:您剛開(kāi)始進(jìn)入氫能行業(yè)時(shí)遇到了哪些困難?
毛宗強(qiáng):中國(guó)有句老話,三十不學(xué)藝。我開(kāi)始將氫能源作為自己的研究方向時(shí)已經(jīng)47歲。但是面對(duì)組織要求,我還是毅然接受了任務(wù)。當(dāng)時(shí)研究院很困難,啟動(dòng)氫能研究的資金只有10萬(wàn)元,還分為兩個(gè)項(xiàng)目,一個(gè)是固體氧化物燃料電池(SOFC),另一個(gè)就是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。
兩個(gè)項(xiàng)目都是我建議設(shè)立的,當(dāng)時(shí)我選擇了第二個(gè)項(xiàng)目,第一個(gè)項(xiàng)目由另一個(gè)教授負(fù)責(zé)。因?yàn)槲抑耙恢睆氖碌亩际禽腿」こ淘诤嘶し矫娴难芯?,而氫能研究與原來(lái)萃取的研究根本不搭邊,原料的萃取設(shè)備,分析儀器都派不上用場(chǎng)。經(jīng)費(fèi)只有5萬(wàn)元,而且前面也沒(méi)有引路人,所以起始階段非常的困難。
后來(lái)克服了很多資金和研究上的困難,自己動(dòng)手也搭起燃料電池測(cè)試平臺(tái),開(kāi)展實(shí)驗(yàn),來(lái)訪的德國(guó)專家大為驚訝。這位專家回國(guó)后為我爭(zhēng)取到短期訪問(wèn)的名額。1997年,我作為訪問(wèn)學(xué)者赴德國(guó)卡爾斯魯厄(Karlsruhe)研究中心做為期三個(gè)月的訪問(wèn)學(xué)者。
當(dāng)時(shí)卡爾斯魯厄中心已經(jīng)研究質(zhì)子交換膜燃料電池多年,進(jìn)展不大,決定下馬。在我訪問(wèn)學(xué)者結(jié)束后,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人也要退休,所以卡爾斯魯厄研究中心就把絕大部分設(shè)備和資料都給了清華大學(xué)。我用德國(guó)發(fā)給訪問(wèn)學(xué)者的津貼,將這些舊設(shè)備當(dāng)做寶貝運(yùn)回中國(guó)。為了節(jié)省經(jīng)費(fèi),自己當(dāng)搬運(yùn)工,請(qǐng)卡爾斯魯厄中心的叉車司機(jī)幫忙,將設(shè)備和資料裝滿集裝箱。這些物資在我的初期燃料電池試驗(yàn)起了很大的作用。
在2000年,有關(guān)氫能國(guó)家的973重大基礎(chǔ)科研項(xiàng)目設(shè)立,我和中科院金屬所成會(huì)明研究院共同擔(dān)任這一項(xiàng)目的首席科學(xué)家。后來(lái)還陸續(xù)做了一些工作,業(yè)內(nèi)還比較承認(rèn)。氫能與燃料電池的發(fā)展幾起幾伏,不少人在高潮時(shí)加入,低潮時(shí)轉(zhuǎn)行。我是經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)查,分析與思考才選定氫能與燃料電池的,所以不論氫能潮起潮落,我一直走到現(xiàn)在。
所以,進(jìn)入氫能行業(yè)是一個(gè)歷史的際遇,堅(jiān)持氫能則是個(gè)人對(duì)自己判斷,預(yù)見(jiàn)的堅(jiān)持。今天,看到越來(lái)越多的國(guó)家重視氫能,我國(guó)的氫能也得到越來(lái)越多的地方政府,企業(yè)和資本的青睞,心里倍感欣慰。
《能源》:作為國(guó)際氫能協(xié)會(huì)副主席,您認(rèn)為現(xiàn)在國(guó)際上對(duì)于氫能發(fā)展態(tài)度是怎樣的?
毛宗強(qiáng):國(guó)際氫能發(fā)展方面。由于美國(guó)特朗普支持煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源,因此對(duì)于氫能并不支持,但是日本、韓國(guó)、德國(guó)以及美國(guó)的不少州都十分支持氫能發(fā)展。
尤其是日本和韓國(guó),國(guó)家最高領(lǐng)導(dǎo)人都明確表達(dá)了支持的的態(tài)度,日本現(xiàn)任首相安倍晉三以及前首相小泉純一郎都曾明確表態(tài)支持氫能發(fā)展;而韓國(guó)總統(tǒng)文在寅前不久也專門(mén)針對(duì)氫能發(fā)展發(fā)表了演講。
目前,國(guó)內(nèi)氫能發(fā)展的形勢(shì)已經(jīng)是熱火朝天,各大央企都是紛紛介入,地方也有很多規(guī)劃。但是還沒(méi)有如日本、韓國(guó)那般提到國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度,中國(guó)也需要深入的討論一下,是否要將氫能作為一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略。
《能源》:從全球來(lái)看,您認(rèn)為引發(fā)國(guó)際上和中國(guó)氫能發(fā)展熱潮的原因有哪些?
毛宗強(qiáng):在國(guó)際上,包括日本、韓國(guó)和中國(guó)在內(nèi),為什么要發(fā)展氫能?原因有很多,但是我認(rèn)為最主要的有兩個(gè)原因,也就是能源安全和環(huán)境壓力。
能源安全方面。日本和韓國(guó)兩個(gè)國(guó)家的能源都依賴進(jìn)口,日本主要依靠石油、煤炭進(jìn)口,需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的海上運(yùn)輸,能源安全是一個(gè)大問(wèn)題,所以他們認(rèn)為必須要考慮另外一種能夠替代煤炭和石油、更安全的能源。
環(huán)境壓力方面。由于煤炭和石油使用都會(huì)排放二氧化碳,而在《巴黎協(xié)定》簽訂之后,二氧化碳減排壓力越來(lái)越大,全球溫度上升需要控制在1.5°C,而非此前確定的2°C。
日本針對(duì)二氧化碳減排提出過(guò)好多方案,2008年提出“冷卻地球”計(jì)劃,總結(jié)出21個(gè)技術(shù),認(rèn)為日本如果利用這21個(gè)技術(shù),那么日本2050年的碳排放會(huì)相當(dāng)于其2005年的水平,而且經(jīng)濟(jì)還會(huì)發(fā)展。這21個(gè)技術(shù)中有五六個(gè)都直接與氫有關(guān),所以氫在碳減排中起著非常大的作用。
而對(duì)于中國(guó),在能源安全方面相比日韓會(huì)好一些,煤炭資源豐富,但是石油、天然氣的對(duì)外依存度同樣很高,這一點(diǎn)和日韓相似。顯然中國(guó)也面臨能源安全的問(wèn)題,同時(shí)承受著大量用傳統(tǒng)的化石燃料所帶來(lái)二氧化碳排放壓力。
據(jù)報(bào)道,英國(guó)已經(jīng)關(guān)閉最后一座煤礦,德國(guó)也宣布于2038年關(guān)閉燃煤電廠。我國(guó)能源組成中,煤炭體量巨大,不可能一下子都去掉,但是如果決定發(fā)展氫能,必須有一個(gè)清晰的頂層設(shè)計(jì),怎么有步驟地去實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)變,而不是沒(méi)有計(jì)劃的做到哪兒算哪兒。
《能源》:目前,國(guó)內(nèi)氫能發(fā)展聚焦于氫燃料電池汽車,您認(rèn)為未來(lái)的氫能發(fā)展應(yīng)該是怎樣的?
毛宗強(qiáng):目前國(guó)內(nèi)氫能發(fā)展聚焦于氫燃料電池汽車,是因?yàn)閲?guó)家政策支持力度大,補(bǔ)貼還沒(méi)有退坡。
但是我想需要全面發(fā)展氫能,和氫能的各種應(yīng)用相比,氫能在交通的應(yīng)用占比不到30%,60%-70%的氫都要應(yīng)用在其他地方,比如說(shuō)氫能發(fā)電、建筑供暖、工業(yè)用高品位熱源、化工原料等。
目前,可再生能源發(fā)電量越來(lái)越大,但是由于其不穩(wěn)定,電網(wǎng)是以煤電基礎(chǔ)來(lái)接納可再生電量。如果將來(lái)要削減煤電,可以用氫來(lái)發(fā)電,代替煤電成為電網(wǎng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。
據(jù)國(guó)際上的測(cè)算,到2050年時(shí),大概15%左右的氫能要用到發(fā)電上,日本已經(jīng)在開(kāi)展超大功率的氫能源燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的工作。
還有就是建筑用熱電聯(lián)供,日本也做了很多,而我們國(guó)家基本還沒(méi)有。
未來(lái)的氫能發(fā)展應(yīng)該是全面的,不僅僅是目前聚焦的氫能交通,而是包括氫全方位應(yīng)用的氫經(jīng)濟(jì),進(jìn)而發(fā)展到包括氫醫(yī)學(xué)在內(nèi)的氫社會(huì)。
《能源》:在技術(shù)方面,中國(guó)無(wú)疑和國(guó)外先進(jìn)水平仍有差距,您怎么看這種差距?
毛宗強(qiáng):我認(rèn)為中國(guó)氫能雖然逐漸被大家認(rèn)可和支持,但是畢竟要有個(gè)階段,如果一開(kāi)始便是很高的標(biāo)準(zhǔn),便很難起步和推廣。
比如說(shuō)國(guó)內(nèi)最起碼已經(jīng)有了氫燃料電池的大巴和卡車,35MPa的加氫站也可以使用,不能直接與日本70MPa應(yīng)用于燃料電池小轎車上的水平相比較,國(guó)內(nèi)現(xiàn)在還沒(méi)發(fā)展到小車的階段。但以后肯定會(huì)朝這方面發(fā)展。
目前,我國(guó)氫能和國(guó)外相比,有不少差距,但總的來(lái)說(shuō)是正朝縮小差距的趨勢(shì)發(fā)展。
《能源》:關(guān)于氫能標(biāo)準(zhǔn),您也做了許多工作,您能介紹一下這塊的情況和問(wèn)題嗎?
毛宗強(qiáng):我們?cè)?008年之前便一直在做標(biāo)準(zhǔn),后來(lái)在2008年成立了中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)氫能技術(shù)專業(yè)委員會(huì),代號(hào)SAC/TC309,對(duì)標(biāo)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織氫能技術(shù)委員會(huì),代號(hào)ISO/TC197。我作為發(fā)展中國(guó)家代表,擔(dān)任ISO/TC197副主席近三屆,2018年底卸任,現(xiàn)由年輕的中國(guó)專家繼任。
到目前為止,在國(guó)內(nèi)多個(gè)不同領(lǐng)域標(biāo)委會(huì)的努力下,全國(guó)性的氫能標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)做了七八十項(xiàng),但是還不能夠滿足氫能發(fā)展的要求。我個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該大力促進(jìn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
制定標(biāo)準(zhǔn)本身的目的就是為了產(chǎn)品、技術(shù)流通,但是目前每個(gè)標(biāo)委會(huì)每年只有幾項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的額度,比如每年國(guó)家給氫能標(biāo)委會(huì)的編寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)五項(xiàng)左右,然后形成五個(gè)標(biāo)準(zhǔn),但氫能每年實(shí)際上有很大的需求,不止這五個(gè),現(xiàn)在為了控制數(shù)量,人為地壓制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量。
現(xiàn)在放開(kāi)地方標(biāo)準(zhǔn)或者企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,但是我個(gè)人有疑問(wèn),我覺(jué)得國(guó)家應(yīng)該抓的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量,應(yīng)該放手的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量,應(yīng)該鼓勵(lì)的是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。用制定地方或者企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代替國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的缺失,是不科學(xué)的。
《能源》:對(duì)于國(guó)內(nèi)氫能發(fā)展,您有哪些建議?
毛宗強(qiáng):國(guó)內(nèi)氫能下一步發(fā)展,第一個(gè)建議就是需要設(shè)立專門(mén)的政府管理機(jī)構(gòu),有專門(mén)的官員來(lái)專職負(fù)責(zé)氫能。
到目前為止,中國(guó)還沒(méi)有專門(mén)的機(jī)構(gòu)和官員負(fù)責(zé)氫能,都是代管。在美國(guó)能源部,它下面便有專門(mén)的氫能與燃料電池辦公室負(fù)責(zé)全國(guó)氫能的管理,辦公室有30多個(gè)工作人員,美國(guó)能源部網(wǎng)上公布聯(lián)系方式,誰(shuí)負(fù)責(zé)什么,比如氫氣制備、燃料電池、氫在特種上的應(yīng)用、國(guó)際關(guān)系等等都很明確,一目了然。
在日本,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)為日本最大的公立研究開(kāi)發(fā)管理機(jī)構(gòu),承擔(dān)著日本的一部分經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)行政業(yè)務(wù),主要目標(biāo)是負(fù)責(zé)解決能源和環(huán)境問(wèn)題;以及促進(jìn)科技產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。其下面有專門(mén)的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)氫能的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、招標(biāo)和驗(yàn)收等工作。
雖然我們成立了若干聯(lián)盟,像比較重要的便是2018年2月份國(guó)家能源集團(tuán)牽頭成立的中國(guó)氫能聯(lián)盟。但是聯(lián)盟畢竟是個(gè)聯(lián)盟,無(wú)法發(fā)揮政府的領(lǐng)導(dǎo)作用,只能起到行業(yè)自律作用。
第二個(gè)建議就是要合理規(guī)劃氫能頂層設(shè)計(jì),全國(guó)氫能雖然熱火朝天,但是沒(méi)有全國(guó)統(tǒng)一規(guī)劃,就會(huì)低水平重復(fù),低品質(zhì)競(jìng)爭(zhēng),影響我國(guó)氫能進(jìn)步?,F(xiàn)在不少地方政府如上海、蘇州、佛山等地都推出地區(qū)規(guī)劃,只是好事情。要是有全國(guó)性的氫能規(guī)劃,那就更好了。
第三個(gè)建議就是加強(qiáng)氫能科普,讓更多的官員和公眾了解氫能,認(rèn)識(shí)氫能,就會(huì)避免因?qū)淠艿臒o(wú)端恐懼和缺乏了解而將氫氣劃到危險(xiǎn)化學(xué)品類別,而不是像天然氣一樣歸于能源氣體。