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“氢能炼钢”来了!或颠覆钢铁行业!
发表时间:[2019-03-13]  作者:  编辑录入:小钼  点击数:87

1、核能制氢与氢能冶金已经具备基础条件

3月8日,中核集团举办了“中核集团‘两会’代表委员记者见面会”,目前我国加快发展核能制氢与氢能冶金已经具备基础条件。

“中核集团与清华大学、宝武集团等国内主要相关单位,已经联合开展了核能制氢与氢能冶金结合的前期合作。”中核集团董事长余剑锋在8日中核集团于北京举行的媒体见面会上说。

专家认为,氢能是人类重要的战略能源发展方向,在未来全球能源结构变革中占有重要地位。相关研究报告显示,未来氢能在我国终端能源体系占比至少要达到10%。

“核能制氢具有不产生温室气体、以水为原料、高效率、大规模等优点,是未来氢气大规模供应的重要解决方案。”余剑锋介绍,高温气冷堆是我国自主研发的具有固有安全性的第四代先进核能技术,具有安全性好、出口温度高等优势,其高温高压的特点与适合大规模制氢的热化学循环制氢技术十分匹配,被公认为最适合核能制氢的堆型。

“核能制氢与氢能冶金结合将成为划时代的技术革命。”余剑锋说,经初步计算,一台60万千瓦高温气冷堆机组可满足180万吨钢对氢气、电力及部分氧气的能量需求,每年可减排约300万吨二氧化碳,减少能源消费约100万吨标准煤,将有效缓解我国碳排放压力,助力解决能源消费引起的环境问题。

记者从会上了解到,目前,我国已建成并运行10兆瓦高温气冷实验堆,20万千瓦高温气冷堆商业示范电站预计将于2020年建成投产,我国在高温气冷堆技术领域已居世界领先地位。中核集团联合清华大学已启动60万千瓦高温气冷堆商用核电站的项目实施工作,并已基本完成其标准设计和评审,已启动厂址选择工作。

“综合来看,我国加快发展核能制氢与氢能冶金已经具备基础条件。”余剑锋说。


2、核能制氢有望列入国家科技重大专项

全国政协委员、中核集团科技质量与信息化部主任钱天林透露,其递交的提案议案是“关于支持核能制氢与绿色冶金列入国家科技重大专项的建议”。他认为,当前发达国家已经在氢能生产与应用领域加快布局,我国需要积极配套政策,加大力度在核能制氢及氢能冶金领域进行战略性布局,以赢得未来氢能时代国际竞争的战略制高点。

为此,钱天林建议,将高温气冷堆核能制氢以及氢能冶金列入国家科技重大专项,加大政策支持和投入保障力度;并且尽快落实建设60万千瓦高温气冷堆核能工程。

据了解,目前世界上工业应用的制氢方法以化石燃料重整为主,难以满足未来氢气制备高效、大规模、无碳排放的需求。而核能制氢是以来源丰富的水为原料, 将核反应堆与先进制氢工艺耦合,进行氢的大规模生产,具有不产生温室气体、高效率、大规模等优点,是未来氢气大规模供应的重要解决方案。

另外,制氢成本高始终是氢能大规模利用的一道硬伤。现在国内主流的商用加氢站成本大概60元/公斤,面对汽油、柴油和锂电池竞争力并不突出。有专家表示,核能制氢技术研发成功后,制氢成本将比现在降低40%以上。

为了赢得未来氢能时代国际竞争的战略制高点,当前美国、韩国都在大力开展核能制氢技术的研发工作。

早在2009年,韩国原子能研究院与POSCO等韩国国内13家企业及机关共同签署原子能氢气合作协议(KNHA),正式开始开展核能制氢信息交流和技术研发。美国将核能制氢作为下一代核电站计划(NGNP)的主要组成部分, 因此美国已经开始为未来的核氢设施的建造和运行许可证的审评和发放做准备。美国能源部(DOE)在核能制氢技术研发方面不遗余力地提供资助。

中国也非常重视核能制氢技术的发展。钱天林指出:“高温气冷堆被公认为是最适合核能制氢的堆型。在国家科技重大专项的政策支持下,我国于2000 年成功建成并运行10兆瓦高温气冷实验堆,20万千瓦高温气冷堆商业示范电站预计将于2020年建成投产。”


3、中核集团与宝武、清华签约打造核冶金联盟

一个特别的日子,核工业成立64周年;一个新的合作领域,共同开发核冶金。(1月15日下午,中国宝武与中核集团、清华大学签订《核能-制氢-冶金耦合技术战略合作框架协议》,三方将强强联合,资源共享,共同打造世界领先的核冶金产业联盟。中国宝武党委书记、董事长陈德荣,副总经理张锦刚;中核集团党组书记、董事长余剑锋;清华大学副校长尤政等出席签约活动。)此处的核冶金就是利用核能制氢再用氢气冶金。

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,是人类的战略能源发展方向,在未来全球能源结构变革中占有重要地位。核能制氢将核反应堆与采用先进制氢工艺耦合,进行氢的大规模生产,并用于冶金和煤化工,是取代传统化石能源大量消耗、缓和世界能源危机的一种澳门银河娱乐官网网站有效的措施。以世界领先的第四代高温气冷堆核电技术为基础,开展超高温气冷堆核能制氢的研发,并与钢铁冶炼和煤化工工艺耦合,依托中国宝武产业发展需求,实现钢铁行业的二氧化碳超低排放和绿色制造,将是一项划时代的技术革命和产业创新。

去年10月份,中国宝武、中核集团和清华大学三方启动了共同研究核能技术与冶金制造技术如何协同以及创新技术链与产业链的可行性工作,之后迅速组建联合工作团队制定合作方案,确定工作内容,并完成了合作前景分析报告。根据此次战略合作框架协议,中国宝武、中核集团、清华大学三方将建立战略合作工作联系会议制度,强强联合,以“产学研”模式开展深度合作,共同打造世界领先的核冶金产业联盟,充分发挥核能的优势,拓展应用领域,带动核装备制造、材料研发等相关产业发展;结合中国宝武钢铁产业的发展需求,将核能技术与钢铁冶炼和煤化工工艺耦合,实现二氧化碳的超低排放,起到行业示范作用。近期合作各方将加大研发投入,加速关键技术的研究和孵化,争取国家和政府部门的大力支持。

陈德荣在交流中表示,根据核能以及核能制氢的特点与冶金技术深度耦合具有天然优势,是开创性的重大技术交叉创新,若探索成功将引领世界核能与冶金行业发展的新趋势。按照习近平总书记提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”的五大发展理念,钢铁企业要高质量发展必须突破环保约束、实施绿色发展。如何实现钢铁企业清洁绿色发展,核能是一个很好的选择。通过研发形成关键技术,实现核能连续制氢与氢冶金的规模应用,大幅度降低成本,是突破化石能源的障碍、实现清洁生产非常有效的解决路径。期望三方研发团队未来能够精诚合作,实现资源共享、无缝对接,共同推动核冶金工艺技术的革命性突破,共同践行党的十九大提出的“建设生态文明”思想。


4、POSCO参与核能制氢研究,推进氢还原炼铁法

在炼铁领域,韩国政府将氢还原炼铁法指定为国家核心产业技术,正加紧开发。氢还原炼铁法是用氢替换碳作为炼铁还原剂,使炼铁工序中产生水,而不是二氧化碳,从而大幅度减少温室气体的排放。

目前,利用炼铁厂产生的煤气制造氢气,但氢还原炼铁法正式商业化生产后,氢气的使用量将大幅度增加,这部分氢气不足以满足需求,因此预计制氢技术将发生很大变化。专家表示,可以利用核能制氢,如果该技术研发成功,则制氢成本将比现在降低40%以上。

早在2009年,韩国原子能研究院与POSCO等韩国国内13家企业及机关共同签署原子能氢气合作协议(KNHA),正式开始开展核能制氢信息交流和技术研发。

2010年5月,POSCO正式开发着手开发超高温煤气炉(VHTR, Very High Temperature Reactor)和智能原子炉(SMART: System-integrated Modular Advanced Reactor)。VHTR和SMART与氢冶炼技术密切相关,为此POSCO与原子能研究院密切合作,共同开展核能系统和原材料方面的研究。

韩国政府认为,以目前的炼铁技术,到2030年钢铁产业根本无法达到温室气体排放标准,因此必须研发从根本性减少温室气体排放的全新生产技术。

韩国产业部表示,用传统的工艺,通过提高能源效率等方法,最多可以减少3%左右的排放,但如氢还原炼铁工艺开发成功,则可以降低15%以上的二氧化碳排放。

为此,韩国政府从2017年到2023年投入1500亿韩元(约合9.15亿人民币),以官民合作方式研发氢还原炼铁法。

韩国计划将通过以下三步完成氢还原炼铁:

第一步:从2025年开始试验炉试运行;

第二步:从2030年开始在2座高炉实际投入生产;

第三步:到2040年12座高炉投入使用,从而完成氢还原炼铁。

从预计投入资金情况来看,从技术研发到在2座高炉上实际投入生产,需要投入8000亿韩元(约合48.78亿元人民币)的资金,可减少1.6%的二氧化碳排放,在12座高炉实际投入生产,预计需要投入4.8万亿韩元(约合292.68亿元人民币)资金,可减少8.7%的二氧化碳排放。

氢还原炼铁法有以下4项核心技术:

(1)氢气增幅技术:通过焦炉煤气(COG)改质,提高COG中氢含量,使其达到高炉氢还原要求。

(2)实际操作中的全新技术开发:氢气吹入技术、炉内化学反应最佳化技术、难还原矿及低品位矿石还原技术、焦炭\烧结矿\炉渣品质设计技术等等实际操作中需要的全新技术开发非常重要。

(3)超耐热\超耐腐蚀原材料开发:需要先行开发可以储藏高温、高压氢气和在900度以上高温下的超耐腐蚀高温材料。

(4)利用氢气的直接还原铁(DRI)生产技术:开发利用氢气,将铁矿石在固体状态下直接还原成DRI的生产技术,从而使用DRI替代在电炉中使用的高级废钢。


5、裴文国瑞典主持的“氢气炼钢”项目,或将颠覆传统高炉、电炉流程!

钢厂和水泥厂的寿命很长,变革需要立即开始

在瑞典波罗的海沿岸靠近北极圈的地方,一个耗资14亿瑞典克朗(1.5亿美元)的试点项目已经启动,目的是帮助瑞典成为世界上第一个不用化石燃料炼钢的国家。该项目的总工程师裴文国(东北大学冶金工程80级,瑞典皇家工学院博士,2015- 瑞典钢铁集团执行副总裁,兼首席技术官,2017 入选瑞典皇家工程科学院矿冶材料学部院士)承诺,到2020年,飞往附近吕勒奥机场的乘客将能从空中俯瞰一座50米高的测试工厂。“我们得赶紧了,因为‘寒冬将至’,”这位中国出生的工程师打趣道。或者应该说全球变暖?

事实上,他说,他之所以会想到让瑞典成为“绿色钢铁”先驱,并不那么关乎气候变化的威胁,而是因为他担任技术开发主管的瑞典钢铁集团(SSAB)所面临的风险:如果妨碍了瑞典实现2045年达到碳平衡的雄心壮志,这家公司可能会蒙羞并面临商业模式崩溃。SSAB现有的位于吕勒奥的高炉和钢铁厂每生产一吨钢就排放1.6吨二氧化碳。尽管按全球标准来看很低,但整个炼钢业的排放量占到了瑞典总排放量的十分之一。

由SSAB、瑞典国有铁矿石生产商LKAB、国有大瀑布电力公司(Vattenfall)建立的零碳钢合资企业HYBRIT Development旨在通过抑制焦炭的使用来消除该行业的几乎所有排放。它将利用瑞典丰富的可再生能源,通过电解产生氢气,用氢来生产一种名为“直接还原铁”(DRI)的澳门银河娱乐官网网站。该公司希望到2024年完成实验阶段,并在截至2035年的十年里进入全面试产。

这并不是依赖化石燃料的企业尝试为重塑自我,迎接后碳未来的唯一例子。根据麦肯锡的数据,整个工业部门排放的二氧化碳有近一半来自四个行业:水泥、钢铁、氨和乙烯。除非人类的消费模式发生变化,否则这四个行业都必须在满足汽车、建筑、塑料和基础设施不断增长的需求的同时减少排放。而由于它们的大多数澳门银河娱乐官网网站都已经成为一般商品,因脱碳造成的成本增加会导致“碳泄漏”,即气候政策更宽松的地方可能会以更低的成本生产这些商品。

在许多国家,减少工业排放的首要任务将是鼓励回收利用。但这还远远不够,制作材料的方式也需要改变。HYBRIT的经验可能会提供一个范本。其技术挑战始于这样一个事实:世界上75%的钢,包括SSAB的,都是在高炉中添加焦炭形式的碳以“还原”铁矿石来炼制的。在这种“碱性氧气转炉”系统中,氧化铁和碳反应生成熔铁、一氧化碳和二氧化碳(见图表)。在替代它的DRI工艺中,使用天然气代替焦炭作为还原剂,来生成海绵铁,然后通过电弧炉将其转化为钢。

还原过程产生了占整个炼钢过程高达90%的碳排放量,因此HYBRIT希望停止依赖高炉而改用DRI,并使用氢气而非天然气作为还原剂。氢气将与氧化铁反应生成水而不是二氧化碳。氢气将使用无化石燃料的电力生产,而这种电力在瑞典香澳门银河娱乐场丰富。电弧炉(将向其中投入碎钢)也将由清洁能源提供动力。

HYBRIT曾尝试使用碳捕获和存储(CCS)来去除高炉中产生的碳排放,但发现它只能捕获约一半二氧化碳,不足以满足瑞典的零排放目标。它没有采用巴西一些钢铁企业采用的方法,即在还原过程中使用木炭而非焦炭,因为担心瑞典的林业可能因此受损。并且它认为瑞典的电价会变得足够低,在DRI过程中使用电解氢会比沼气更便宜。

尽管如此,假设电价保持在当前水平,这项工艺可能会让粗钢的价格上涨20%到30%。所需的额外电量将是惊人的。大瀑布公司的米卡埃尔·努德兰德(Mikael Nordlander)表示,如果全面投产,HYBRIT每年将消耗约150亿度电,占瑞典目前供电量的10%。

至少在2035年之前,生产预计不会达到商业规模。对于如此重要的调整来说,这样的速度似乎太慢。裴文国解释说,这是因为规模化需要时间,而所有新技术都会经历一个进展似乎停滞的“死亡谷”。此外,SSAB在吕勒奥的高炉最近做了翻新。他说,如果项目进展太快,将会出现资产搁浅的问题,因为这些高炉瞬间就作废了。

如果钢是一个重大考验,水泥就更是一个艰难的挑战了。水泥是世界上使用最广泛的制造材料,但水泥厂通常都规模小、分散且资金不足,要敦促它们为人类的福祉服务十分困难。在印度和非洲等地,水泥(与水和骨料混合以生产混凝土)的需求势必飙升。这意味着还将生成巨量二氧化碳。其中约60%来自生产熟料——水泥的主要成分之一。这个过程叫煅烧,要在窑炉中把石灰石粉加热到1600°C以上,生成氧化钙和二氧化碳。

将熟料研磨并与其他材料混合,就制成了人们所知的波特兰水泥。用于研磨的动力通常也会释放二氧化碳。剩余的排放几乎全部来自用于加热窑炉的燃料,通常是煤或焦炭。这里可以使用替代性燃料,从生物质,到轮胎等废料和城市固体废物等(但不能用电,目前电力还不能产生制造熟料所需的高温)。随着效率提高,这将是降低水泥碳足迹最快的方法。

CCS是一种可能的低碳选项,它将捕获煅烧和加热过程产生的二氧化碳。麦肯锡指出,混合废气中含有的二氧化碳浓度很低,这令捕获二氧化碳的成本上升。该咨询公司指出,比利时一个欧盟支持的创新项目LEILAC旨在重新设计窑炉,让捕获煅烧产生的废气变得更容易。

一个更大的野心是研发熟料的替代品,这将更大幅度地减排。智库英国皇家国际事务研究所(Chatham House)的约翰娜·莱纳(Johanna Lehne)和费利克斯·普雷斯顿(Felix Preston)最近发表的报告对熟料会较快取得突破并不抱太大希望。但在分析了4500项专利之后,他们吃惊地发现,“水泥行业在技术上的创新性超过它的名声给人的印象。”(比如超过钢铁行业。)

美国创业公司Solidia正在和大型水泥生产商拉法基豪瑞(LafargeHolcim)合作,研发一种替代波特兰水泥的“新型水泥”。Solidia声称其含熟料量低的混凝土可以大幅减少二氧化碳排放,部分原因是它将二氧化碳“扣留”在材料中。但水泥和混凝土标准通常都明确规定波特兰水泥的熟料含量,而建筑公司、建筑设计师和客户要避免建筑物坍塌,自然对新技术很警惕。

其他工业脱碳方式的挑战可能不那么令人生畏。美国铝业(Alcoa)和力拓的合资公司Elysis是积极探索丰厚盈利机会的公司之一。该公司可能会带来炼铝工艺自1886年发明以来的首次变革。目前,铝来自三种成分的组合:氧化铝(铝矾土)、电和碳。电在均由碳制成的负极和正极之间流动。正极与氧化铝中的氧反应,产生二氧化碳和铝液,然后再进行浇铸。二氧化碳的生成量可以非常大。

Elysis的老板文森特·克里斯特(Vincent Christ)说,在使用煤炭炼铝的中国,每吨铝产生16吨二氧化碳。Elysis的目标是使用一种未公开的专有的非碳材料作正极,生成氧气而非二氧化碳,从而消除碳排放。

该项目由iPhone的制造商苹果公司资助,苹果表示希望降低其澳门银河娱乐官网网站的碳足迹。到2024年,Elysis希望出售一种技术套件,可在世界各地使用,以改造现有的冶炼厂或建造新的冶炼厂。克里斯特表示,目标是使零碳铝的制造比现有技术便宜15%,生产效率提高15%,部分原因是正极的使用寿命将延长30倍。如果它在商业化的规模上也奏效,那将大大增加这项技术的潜力。“我们用了十年时间来攻克难点,”他指出,“如果它仅仅是一项环保措施,市场不会对它有那么大的兴趣。”

不过,最终结果在很大程度上将取决于中国。中国生产和使用世界上大部分的钢铁、水泥、铝和其他工业材料。裴文国最近在他的出生国介绍了HYBRIT的概念。他说,中国几乎不考虑生产零碳钢,因为它的重点是遏制煤炭在电力系统中的使用。中国的钢铁厂也相对较新,并不愿关闭。

水泥可能是另一回事。英国皇家国际事务研究所的研究表明,中国在水泥研发方面的投入超过了其他任何国家。而在亚洲其他地区,日本的钢铁工业正在尝试氢气和CCS两种方法来寻求实现工业脱碳。

但到头来,需要政府施压来确保工业部门做出转型所需的艰难的长期决策。政府可以从制定计划开始,确保有充足的可再生电力和碳储存设施来实现更大规模的电气化和CCS。然后它们可以通过更严格地定价碳排放,或提供监管和财务支持来为制氢和CCS提供激励。随着时间推移,它们可以鼓励在公共基建项目中使用绿色水泥、钢铁和其他零碳材料,从而创造新的市场。这样,工业部门将能够尽早摆脱旧技术,而不必担心客户流失。


6、中国工程院院士干勇:

突破氢能发展的管理瓶颈和关键技术

中国工程院对整个工程科技的发展趋势做了八个方面的分析。

第一个是能源体系。凡是工业化国家首先碰到能源体系,以后全世界在发展中也需要能源体系的发展。化石燃料向绿色能源时代转变已经到来,有两个转变,一个是化石燃料向绿色能源转变,另一个是高碳能源向低碳能源转变。中国电力结构中燃煤机组占发电量的70%,全世界超过了30%。在可再生能源动力站上我们做到了全世界最前面。包括投入和再生能源的容量都占了全世界第一,特别是可再生能源容量已经占到全球的44%。欧共体认为,每个小时中国有两个风电机组在安装,有七千个太阳能电池板在安装,到2020年增长速度达到272%,增长非常快。

最近,国际氢能委员会正在做能源科技的发展规律和氢能的发展预测。刚才欧阳明高院士讲到这个趋势,万钢主席也谈到国内情况。他们估计,到2050年氢能占能源比重约18%,有2.5万亿美元的产值等。从现在到2050年的预测,固态燃料逐渐下降,气态燃料到2050年将成为主体。另外,能源科技的发展规律还有,从不可持续到可持续,从集中到分布。

氢能的本质就是灵活的一种能源载体,这里面有四个方面的作用:第一,零排放的二次能源(无氮氧化物),氢作为能源,又是一种最好的还原剂。在12年前我们做了一个详细的氢冶金规划,许冠华部长在科技部的时候就立了项。第二,把电网、天然气和热力网连起来。第三作为储能,第四氢能交通。

现在看,氢能交通很可能率先突破。我们在12年前以氢冶金看,人类社会20世纪是氧时代,21世纪是氢时代。氢冶金就是氢代替碳还原生成水,不但没有排放,而且反应速度极快。现在,我们在高炉上要加焦炉煤气,也是减少二氧化碳,增加氢的还原能力,减少二氧化碳的排放。包括一氧化碳、煤碳和氢对矿石的还原,氢的还原速度最快。

氢是二次能源,但是成本非常高,所以很难商业化。当时提出的原子制氢,包括气冷堆,我们当时对气冷堆寄予厚望。但是现在感觉到,能源科技的发展规律和新能源的发展预测,交通领域的工程应用会率先突破,它是作为能源开始进入社会,尤其是在交通领域的应用,在管理和技术层面进行系统的规划和标准的制定,至关重要。

这张图的横坐标是交通工具的行驶里程,纵坐标是交通工具的重量。行驶里程越大,重量越大,氢占的比例越大。到2050年超过50%重型卡车将氢燃料电池作为发动机。

构建氢的生态系统,现在是非常重要的。因为是打造产业生态,现在主要是用车的总成本,用户非常关心。供应商和投资家,包括企业家们跟用户的心态完全一样,怎么来打造这个生态环境?一个是燃料电池系统的购车成本,关键还有运行环境和运行成本,包括它的续驶里程、加氢时间、澳门银河娱乐官网网站上的可行性,还包括与纯电动的竞争、客户体验等,作为我们当前用户体验的一个中心任务。

但是氢能产业较为复杂,纯靠市场机制,一个企业无法完成,要充分发挥体制优势。氢能的应用牵扯到一系列综合技术,从材料开始,到运输、加氢,再到最后运行的全生命周期等等。有效地组织各利益相关者、清晰的操作路径非常重要,欧美已有案例供我们参考。

我们做了一个投资估算,上面是氢能汽车的估算,按五十台、两千台、两万台到五十万台做一个预算。下面是加氢站和制氢工厂的投资估算,加氢站和制氢厂的单投资成本是逐渐降低的。到两万台以后,按照公交车大概50万/台,如果按照50台,公交车价格是200万元/台,成本是很高的。很多典型区域正在进行投资,出台了相关的政策。这里面我们也对他们的投资进行了一个估算,主要是氢能交通基础投资估算,这里不细谈了。

车辆现状和问题是什么呢?几乎所有的主流车企现在已经开始技术储备,热度上来了。但是现状是数种物流卡车和公交车开始根据订单生产,规模很少,积累的数据也少,目前还未遇到难以逾越的技术障碍,但还有不少工程技术问题需要通过大量工程实践来不断解决。已落实新能源汽车中关于燃料电池汽车的地补贴的省市很少,但有一个国家的补贴政策。瓶颈问题:订单少,车型不足,公告时间太长,运维服务团队尚未组建布局,车辆补贴周期太长。

加氢站尤其重要。我们不能走锂电池的老路,先搞电池后搞充电。氢是一种新的能源进入人类社会,首先对氢的自身体系进行研发,进行布局。我这里有一个文件,截止2018年3月,我国已建成正式运营的固定加氢站只有7座,刚才说有十来座,可能这几个月又建了几座。其中六座加氢站每天才两百公斤的示范,还存在很多问题,没法按照所谓国际要求,做不到三到五分钟的快速加氢。也没法控制加氢速率,达不到商业化的运营目标。关键装备,包括加氢机无法满足长期连续可靠运行要求。还有加氢站的规划设计、设计施工及验收标准、关键设备选型等方面存在的问题,制约了氢能汽车的商业化运行进程,限制了我国氢能产业的快速发展。

在制氢加氢的突出问题上,国家顶层设计尚未系统化,还没有落地。部委层面,氢能作为能源使用,不知道哪个部门管理。合法加氢站无法盈利,投资回报遥遥无期,加氢站的补贴不太清楚。是属于化工还是属于交通,还是属于住房建设?

我们有两点建议。建议一:突破管理瓶颈。参考国际有效的氢能项目管理机制,做好顶层设计,进行规范的顶层设计,从部委层面在加氢站、制氢工厂等审批上要予以指导。顶层设计中,应包括以业主总成本和用户体验为核心要素的发展路线,并应有车辆和氢能基础上设施的协同发展的机制,包括从用户和整车企业来推动它,不只是搞电堆的做一些单体技术,要靠整车及用户来一起推动。包括制氢加氢站合建站方面要付诸行动。

建议二,关键氢能技术的开发。目前在氢能基础设施方面已经快速突破。但现在仍谈氢色变,很多地方搞不太明白。现在构建煤制氢,第一个问题就是推广应用,中船重工在这方面很有经验,他们应该起到重要的推动作用。第二,把氢气长管拖车的压力由现在的20Mpa提升到45Mpa 和70Mpa以上,提高运输效率,降低运输成本。中材、中集等应多做一些研发工作。包括国际合作,我们要完善整个商用液氢供应链的标准,我们和法液空、林德集团加强合作。中材科技在燃料电池车载供氢及氢气储运领域的已有技术。我们的35个兆帕以下的氢气瓶,包括无人机用的氢气瓶,全世界市场占有率70%,但是还是中低压。车用 70MPa塑料内胆气瓶提升密度已经纳入计划,这是很重要的。

咱们要综合起来发挥各自的优势,神华集团的制氢技术、制氢能力和容量,这是非常巨大的。我们认为,较快的氢基础设施推广模式是液氢加氢站。这是液氢加氢站的全流程,包括液氢罐车,最后它经过液化,可以控制在82个兆帕,加氢加到汽车里面,70个兆帕的氢气瓶一点问题没有,来得很快。这个图左边是负251度的液压气,液体的氢能,后面就是低温的氢能,到右边黄色的地带已经进入了常温,基本是在15度,如果35MPa,氢气密度为24g/L,到70MPa可提高到40g/L。一个液氢车可装载4吨液氢,约等于12个长管拖车的运气量,液氢运输还是一个非常方便的措施。

建议二里面包括突破大功率电堆技术。现在我觉得已经开始,科技部的重点专项的目标是到2020年达到120kW,功率密度达到3.1kW/L。另外铂载量,每千瓦0.25克,已经开始进行,进展非常好。包括高比功率燃料电池发动机关键技术研究与平台开发。还有就是关键材料及澳门银河娱乐官网网站的突破,包括气体扩散层、金属双极板、膜电极等关键材料等,膜电极在国际上阻力并不是太大,进展很快,当然东岳集团的膜电极技术发展很快。

最后讲两个例子,选一个区域,集中使用重载汽车的区域,比如说唐山,现在每天唐山过境的重卡达到26万辆,全是柴油车。因为唐山钢铁产能达到了1.3亿吨,柴油车的运输比火车来得方便,但是这种排放量我们看,一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、颗粒物对雾霾的产生起到了很大的贡献率。唐山市的钢厂很多,有一个工程叫“公改路”,把公路改成铁路,但铁路也有运输不到位的问题,就是超短途运输。另外为什么不把集中的近万辆重卡变成新能源汽车?现在山东潍柴认为200到250千瓦电堆完全可行,而且不用去买氢,每个钢厂都有供氢能力,唐山能够产生3600万吨的氢气。有多少氧气?是79.2亿立方米,又便宜又好,稍加变压吸附进行生冷纯化,完全可以达到要求燃料电池车辆用氢需求。每个钢厂建一个加氢站,完全可以代替现在公路上柴油车的污染情况,而且投资也比铁路要低得多,这要作为一个重点,对北京的环境威胁将会大幅度降低。

第二个是山东。山东搞一个“中国氢谷”,全省统一行动,打造氢能全产业链。东岳的质子膜,所有的化工富产氢巨大,仅煤制氢大概87万吨左右,资源优势可谓非常好。包括市场优势,氢能高速公路的建设将会比别的省来得更快。为什么呢?它六千多公里的高速公路掌握在山东一两家的国有企业手里,120个高速公路的服务站稍加改造,建一个加氢站,只要一声令下,马上可以启动。2030年全省高速公路规划图已出台,新能源加氢站的大规划也已经出来。打造“中国氢谷”,山东设立了一个五百亿的中国氢谷新能源发展基金。打造新能源运营示范区是我们下一步的工作重点,而不仅是分点研究,不只是在大学、研究机构和企业某个技术中心。氢能源必须要吸取锂动力电池的教训,先搞电池后搞充电桩辅助系统是不行的。中国市场巨大,氢能源技术前景广阔,我们预计在2050年中国要率先进入氢能源时代。

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