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林忠钦院士:氢能将在终端能源消费中占比20%

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“氢能与电力协同互补,是能源战略的重要组成部分,燃料电池重型卡车是个突破口”,9月3日,2022年太原能源低碳发展论坛分论坛“氢能经济发展论坛”在山西太原召开,中国工程院院士、上海交通大学校长林忠钦作了《双碳战略下氢能与燃料电池汽车发展》主旨发言,他认为推动“氢化山西”,燃料电池重型卡车将率先在全国具有经济性。

他表示,目前,我国CO2总排放量为125亿吨/年,到2030年预计将达到130亿吨/年,到2060年,在碳中和场景下要实现不超过15亿吨/年。在130亿吨到15亿吨的变化过程里,经济社会发展面临严峻挑战。碳税将严重制约我国经济社会可持续发展。实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的能源系统变革,需统筹化石能源与可再生能源发展,逐步实现能源低碳化转型,这其中有五大趋势:新能源从补充能源逐步走向主体能源、化石能源从主体能源走向保障性能源,再电气化有望成为碳中和的重要路径、可再生燃料与零碳电力形成重要组合、从资源禀赋走向技术创新的能源开发。

他认为双碳战略的实施离不开氢能与电力协同互补,是能源战略的重要组成部分。到2030年碳达峰时,我国氢气需求量将达到3715万吨,在终端能源消费中占比约5%。在2060碳中和情景下,我国氢气需求量将达1.3亿吨,在终端能源消费中占比约20%。扩大氢能利用要在制氢、储存运输、加氢站、汽车这四个环节逐步推进。他预测,到2030年,制氢方式将从当前的非绿、浅绿制氢发展到深绿制氢阶段,储存运输成本逐步降低、安全性稳步提高,掺氢天然气管道输送技术、长距离高压氢气管道技术成熟,加氢站方面建成全国性的氢能供给和利用基础设施网格,燃料电池汽车从示范运作到市场化运行,规模将达到200万辆。

林忠钦呼吁加快燃料电池汽车商业化。数据显示,2021年,我国卡车保有量3242万辆,其中重卡850万辆,只占汽车总量2.6%的重卡排放了47%的CO2,一辆49吨载重柴油重卡的CO2排放量约等于40辆小轿车。当前北京、上海、广东等示范区和山西、内蒙、山西等非示范区都在积极推广燃料电池汽车。目前累计推广燃料电池汽车约1万辆,商用车约占44%。制约我国燃料电池汽车的因素既有技术因素也有市场因素。2019年的49吨载重燃料电池重卡价格约180万/台,2022年大约为150万/台,购置成本仍然偏高,国内氢气加注的成本也很高,价格普遍在55元/公斤,是同类型柴油重卡的2-3倍,运营成本偏高。搭载250kWh锂电池的重卡续航仅为130公里,采用240kW燃料电池系统+氢系统的重卡续航可以达到700公里,在运营里程长的港口、矿场、渣土运输等干线中长途物流等相对固定的场景,加氢站布局相对容易,发展燃料电池重卡更有优势。他建议加速燃料电池重卡商业化进程,要采用国家示范城市群补贴的模式,对车辆购置和氢气价格进行财政补贴,采用风电光伏资源补贴模式,实现以电补氢,采用低成本氢的纯商业化模式,以运营低成本来弥补购置费用。

山西是世界最大的炼焦煤生产基地,炼焦煤保有储量占到了全国的60%,工业副产氢潜力约260万吨/年,可再生能源制氢产能110万吨,占全国9.25%。而且山西煤、焦、、冶、电五大产业可以共同带动约40万辆重卡的应用场景。他建议山西氢能产业要打好“全国最具优势氢气价格”和“全国最大的重卡应用基地”两张牌,集聚全国智慧,引进优质企业,构建高水平的“技术链”和“产业链”;给予燃料电池重卡购置补贴,将氢气加注控制在20元/公斤,到2024年,燃料电池重卡成本可与柴油车持平,2025年将可与LNG车持平,燃料电池重卡将率先在全国具有经济性;给予氢能鼓励+惩罚措施,引导企业自觉使用氢能重卡,推动“氢化山西”,打造全国最大的氢能重卡应用基地。

他介绍道,上海交通大学在氢能源燃料电池研究方面布局较早,在国内高校中最早成立专业燃料电池研究机构,多年来在基础理论研究、关键技术攻关、规模生产、全产业链形成方面进展较快,代表性技术有超薄金属双极板设计与制造、高性能催化剂与低铂膜电极技术、高功率密度燃料电池电堆制造技术,开发了针对乘用车、大巴车、重型卡车的100kW、120kW、150kW、230kW、300kW系列化燃料电池电堆,具有更高可靠性和更低成本,累计交付并装车电堆近1000套,应用在雄安新区、临港新片区等地。

编辑:敬之