氫能源舞臺上中國不甘當配角
2011年09月15日14:28 來源：《經濟參考報》 手機看新聞
人類距利用“不需要付費的太陽能源”理想又前進一步。不久前，美國麻省理工學院教授丹尼爾·諾切拉的研究團隊宣稱，他們研製成一種功能穩定的“人造樹葉”(“artificial leaf”，也可譯作“人工樹葉”)，並具備了一定推廣前景。業內人士認為，諾切拉團隊的人造樹葉一旦批量生產，有望推動經濟向以氫能源為基礎的模式發展。有關專家表示，利用氫能，將成為解決未來人類能源危機的終極方案。目前，歐美各國已將氫能和燃料電池確定為維繫經濟繁榮和國家安全的重要技術之一，氫有望成為維繫經濟的基礎能源。但在我國，因為種種原因，氫能的研究利用仍處於演示階段，發展面臨困境。截至目前，我國還沒有相應的氫能源開發利用相關規劃及路線圖。氫能的進一步發展期待政府力量的積極推動。
西方各國熱捧氫能源開發利用
氫能被譽為人類的終極清潔能源。中科院理化技術研究所低溫技術實驗中心的李青博士對《經濟參考報》記者介紹說，氫是宇宙中最常見的元素，氫及其同位素占到了太陽總品質的84%，宇宙品質的75%都是氫。而氫能有望成為世界能源舞臺上一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優越的新能源，其主要優點有：燃燒熱值高，每千克氫燃燒後的熱量，約為汽油的三倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產物為水，是世界上最乾淨的能源。氫氣可由水制取，而水是地球上最為豐富的資源，這一自然物質的迴圈利用，演繹了持續發展的經典過程。
面對全球能源枯竭的嚴重挑戰，氫能正成為世界各國研究的重點之一。
據悉，美國已經將氫能和燃料電池確定為維繫經濟繁榮和國家安全的技術之一。目前，美國主導氫能和燃料電池發展的兩大核心部門是能源部和國防部。美國能源部的目標包括，從現有和未來的資源中獲取氫能，同時推進燃料電池研究；美國國防部的研究則主要集中於氫能和燃料電池在軍事方面的應用，研究重點是質子交換膜和固體氰化物燃料電池。美國各級政府均提供大量資金，資助科研機構進行氫能研發。
此外，美國企業對氫能也投入大量精力。美國專利局提供的資料顯示，從2002年開始，美國氫能源專利數量有所突破，2009年達到一次峰值，近幾年一直保持穩步上升態勢。
德國和日本在氫能研究領域更遙遙領先。德國的國家全資公司NOW公司全權負責德國的氫能燃料電池示範。德國“國家創新計畫”(N IP)將從2007—2016年為期10年集中精力於氫和燃料電池市場，聚焦示範與開發相結合專案，通過市場化推動氫能和燃料電池，由政府與工業界按1∶1的比例出資：由政府出資五億歐元示範，加上二億歐元用於氫能研究與開發，同時工業界出資七億歐元，總共為14億歐元。
德國戴姆勒集團全球C E O蔡澈博士在第18屆世界氫能大會開幕式上做報告時透露，戴姆勒將於2014—2015年量產燃料電池汽車，2015年開始商業化。德國準備到2015年建造1000座加氫站，將為10×104輛氫燃料電池車供應氫氣。
日本對於氫能源的開發利用主要集中在燃料電池車用電池和固定裝置燃料電池方面。為儘快研發、推廣燃料電池車，日本採取了全額投入經費的辦法，委託日本產業省的全資公司V E D O公司負責管理“日本氫能和燃料電池示範專案”，該專案的目標之一，就是到2025年，在全日本建立1000座加氫站。該項目從2002年開始運行至今，日本政府已累計投入了1000億日元(相當於70億元人民幣)。
歐盟對於氫燃料和燃料電池的研究一直非常重視，2002年10月，歐盟成立了“氫燃料和燃料電池技術”高級研究小組，早在2003年，歐盟委員會就制定了“歐盟氫能和燃料電池發展路線圖”。
世界各國對於氫能開發利用投入巨大。在2010年5月舉辦的第18屆世界氫能大會開幕式上，美國能源部燃料電池技術發展部負責人N ancyL G arland博士發言稱，美國2011年財政年度中氫能開發的預算為2.56億美元。包括了燃料電池系統、氫燃料、氫能技術研發、氫安全、法規、標準等多項與氫能有關的專案。資料顯示，包括德國、法國、英國等八個歐洲國家對氫能的累計投資為：2005年為5.3億歐元，2015-2020年達26.11億歐元，2020-2025 年可達143.2億歐元，2025-2030年則達592.1億歐元(其中制氫投資約占50%，加氫站投資約占20%)。
我國氫能發展面臨諸多困境
我國在氫能領域的研究和開發起步不晚，最早可追溯到20世紀60年代初。為發展航太事業，對作為火箭燃料液氫的生產、H 2/O 2燃料電池的研製與開發進行了大量工作。氫能技術曾一度被列入《科技發展“十五”計畫和2015年遠景規劃(能源領域)》，氫能和燃料電池的科學研究也得到了進一步支持。李青介紹說，在之前的基礎課題(973計畫)和應用性研究(863計畫)方面，國家對於氫能的研究和利用非常重視。科技部863專案“十一五”期間的氫能專題系統研究在2008年有不同程度的進展。同年，第十七屆世界氫能大會授予中國科技部部長萬鋼2008年度格羅夫(G rave)獎，以表彰其推動燃料電池汽車方面的貢獻。
“十一五”節能與新能源汽車重大專案的863計畫公佈以後，商務部計畫對氫能源汽車研發，對國內企業提供數十億元的資金支持。由此，國內多家汽車企業著手開發氫能源技術。
但是，一個事件明顯拖住了氫能發展的火熱腳步。2007年3月，一封《開發車用動力技術、儘快減輕交通能源壓力的建議》由專家組寫成並聯合簽名，送至相關部門。
“氫燃料電池汽車未來的前景，還存在很多不可預測的因素。如果氫燃料汽車研究到最後，發現需要走別的技術途徑，這就使大規模投資的氫燃料汽車前功盡棄。”26名專家提醒，如果中國盲目跟從部分跨國公司的步伐，將大量的財力、人力、物力完全“押寶”在氫能源汽車的研發上，很可能給作為支柱產業的中國汽車工業帶來巨大的傷害。
“不同專家觀點的分歧讓中國政府部門在發展氫能方面顯得猶豫不決。”清華大學教授、中國可再生能源學會副理事長、國際氫能學會常務理事毛宗強對《經濟參考報》記者說。
這種搖擺態度明顯體現在氫能標準的制定上。據悉，國外有關氫能技術規範和標準方面的活動十分活躍，發達國家的標準體系已日趨完善，並有諸多介入氫能的標準組織。2008年，我國也相繼成立了“全國氫能標準化技術委員會”和“全國燃料電池標準化技術委員會”，並陸續制定了十幾個相關標準。“但這兩年不行了”，同時身為全國氫能標準化委員會副主任的毛宗強表示，“前幾年每年差不多國標委會給幾個(制定氫能相關標準)指標，但是這兩年一個指標都沒有。”
標準的缺失對氫能發展產生了極大的影響。毛宗強透露，因為缺乏標準，致使上海的一個加氫站在建成一年後還不能完成驗收，“希望國家能多給些重視。”
毛宗強向記者表示，在發達國家紛紛把氫能作為國家戰略的背景下，我國截止到目前還始終沒有國家級氫能路線圖，而關於發展氫能產業的相關政策和條文更是不常見。“關於制定國家級氫能路線圖，我們向有關部門反映了多次，但一直沒什麼結果。”毛宗強說。
另外，儘管目前我國已把新能源汽車確立為戰略性新興產業，但氫能在新能源產業、燃料電池汽車在新能源汽車產業中的定位依然模糊。同濟大學汽車學院新能源汽車工程中心教授王哲認為，這不利於對企業的研發和生產投入進行正確引導，也無法帶動社會力量參與。氫能和燃料電池發展戰略缺失，將直接影響我國氫能和燃料電池的發展速度。
我國在氫能和燃料電池的一些關鍵技術上與國際先進水準仍有差距。如我國作為公車示範運營的燃料電池客車，運行壽命目前還未超過3000小時，而美國U T C研製的城市客車用燃料電池發動機系統壽命已經在道路試驗條件下超過5000小時；我國的燃料電池發動機在燃料電池系統低溫儲存與啟動方面仍未達到國際先進指標。另外，我國還面臨全球都遇到的氫能利用成本過高的問題。
此外，我國燃料電池汽車儘管已通過奧運、世博等重大活動平臺開展了示範應用，但是與國外相比，缺乏長效的應用推廣機制。在加氫站的規劃、建設與運行方面與國外相比也存在不小差距。毛宗強透露說，目前全球有200個加氫站，但我國僅有四個，其中有三個是國家每個花3000多萬元投資建設，但建成後仍在順利運行的只有一個民營加氫站。在氫氣輸送管道方面，全球的氫氣輸送管道有3000多公里，我國僅有百十公里。
並且，我國還面臨氫能研究專業人才缺乏和研究經費不足的困境。發達國家企業投入氫能研究經費要比政府多。相比較，我國研究氫能的經費幾乎全部依靠政府，而且我國在氫能研究領域的投入很少。
總的來說，“我國氫能的研究和利用還處於演示階段。”李青總結道。
期待政府繼續給予更多的支持
毛宗強表示，我國在氫能源發展上還有一定地位，並沒有像有人想像的那麼弱。
他表示，氫能的開發利用包括制氫、儲氫、輸氫、氫氣加注、用氫等五個方面。我國在制氫和儲存氫環節的某些領域位於全球前列。在化石能源制氫方面，我國鄂爾多斯擁有全世界最大的制氫工廠，用煤制氫，年產400萬噸氫氣。在儲氫材料稀土方面，全世界產能都被中日壟斷，我國產能達到1.5萬噸。而在高壓儲氫方面，我國製成了全球容積最大的儲氫罐。
2008年北京奧運會，我國製造的“氫燃料電池汽車”得以展示，最大時速可高達150公里。2010年上海世博會，我國展出的氫燃料電池車達196輛，令德國的科技部部長都深感驚訝。另外，國內汽車企業也在努力，上汽集團就表示，將在2015年生產1000輛氫燃料電池車。
毛宗強還向記者展示了“神奇”的一幕：將一包“袋泡茶”一樣的粉劑放進水裡，很快就不斷冒出氣泡，產生大量的氫氣，沒有電源插座就能為手機等電子產品充電。他表示，在國內的江浙地區，生產該產品的企業大批存在。
“我國在氫能工業鏈的各個環節都已具有相當的基礎，如果政府能夠支持，將其有機地串聯起來，我國的氫能利用就會飛速發展，為國家的能源戰略作出切實貢獻。”毛宗強說。
對於進一步發展氫能，毛宗強提出幾點建議：
首先，也是最主要的，是政府應加大對氫能產業發展的支持，發揮主導性作用。如制定氫能產業發展戰略，主導從氫能關鍵原材料、核心技術到應用領域、產業佈局等方面的發展方向。同時，通過制定扶持和鼓勵政策推動氫能關鍵原材料、核心技術、零部件和產品的研發，鼓勵政府相關部門帶頭使用氫能產品，想辦法增加氫能相關項目的研究經費。
“氫能將在10—15年後影響我國能源系統，在解決當前能源供應問題的同時，應給予氫能足夠的重視。”毛宗強說，中國氫能研發得到了科技部的大力支持，但對於氫能產業化發展，僅有科技部的研發支持遠遠不夠，政府各部門，包括發改委、工信部、科技部、中科院、自然基金委、環保部等都要合作推動氫能發展，避免部門利益之爭。
其次，企業掛帥。鑒於氫能產業鏈對於國民經濟的影響以及未來氫能產業規模的龐大，特別是氫能產品應用領域和氫供應鏈，將會形成跨地域、跨行業的大型企業群和服務網路，應由國內企業掛帥，推動氫能產業化發展。氫供應鏈的發展也需要類似於中石油、中石化等大型企業牽頭，保障整個氫能源網路的安全、合理佈局和氫能工業的可控。加氫站的建設完全可以參考加油站網路建設模式，吸引社會資金參與建設和經營。
最後，還要積極發揮專家作用，實現資訊公開。要充分發揮專家在氫能領域的研究、開發、應用方面的作用。同時也嚴格要求專家自律，要求有重要話語權的專家不得在企業兼職，為企業牟利，建立專家評審規避制度。同時建立資訊公開制度，從氫能發展戰略制定，到氫能具體項目立項、評審、驗收、成果等都要做到資訊公開化。要防止那種已經證明行 不 通 的 “ 用 市 場 換 技 術 ” 的 做 法 在 氫 能 領 域 蔓延。同時政府應大力推動各種示範應用市場、零排放區域的各種發電應用市場、各種複合氫能產品的特殊應用領域市場等。記者 李靜 北京報導
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