01“革命起源”——能源安全

能源安全，尤其是石油安全一直是中國(guó)發(fā)展的巨大隱患。中國(guó)石油安全做出巨大努力，從單一的海路到開辟陸上東北、西北、西南三條路線，再到增加戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備，都是為了取得能源革命的勝利。

 

 

面對(duì)能源供需格局新變化、國(guó)際能源發(fā)展新趨勢(shì)，保障國(guó)家能源安全，必須推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。為此，習(xí)近平總書記就推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命提出了“四個(gè)革命，一個(gè)合作”的要求。

“四個(gè)革命”：推動(dòng)能源消費(fèi)革命，抑制不合理能源消費(fèi);推動(dòng)能源供給革命，建立多元供給體系;推動(dòng)能源技術(shù)革命，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí);推動(dòng)能源體制革命，打通能源發(fā)展快車道;“一個(gè)合作”即是全方位加強(qiáng)國(guó)際合作，實(shí)現(xiàn)開放條件下能源安全。

作為世界上最大的能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，中國(guó)將繼續(xù)深入推進(jìn)能源革命，加快推動(dòng)能源高質(zhì)量發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。中國(guó)將堅(jiān)定不移推動(dòng)能源消費(fèi)革命，愿同世界各國(guó)一道，共同研究完善能源政策制度體系，在共建“一帶一路”框架內(nèi)加強(qiáng)能源領(lǐng)域合作，在全球能源治理體系中發(fā)揮建設(shè)性作用，深化全球能源治理合作，堅(jiān)定維護(hù)多邊主義，共同促進(jìn)全球能源可持續(xù)發(fā)展，維護(hù)全球能源安全，共建清潔美麗世界。

02“能源也要革命”

近代史上，中國(guó)面臨民族危亡、解決衰敗，歷經(jīng)選擇，擺脫衰亡，先后經(jīng)歷了四次重大選擇。

洪秀全的“太平天國(guó)”的意識(shí)形態(tài)上選擇基督教義的中國(guó)化，洪秀全完成了基督教義的中國(guó)化，用這套改革可能成功嗎?不可能的，所以洪秀全失敗了。

曾國(guó)藩、左宗棠、李鴻章推出洋務(wù)運(yùn)動(dòng)，器不如人，機(jī)器制造、科學(xué)技術(shù)不行，一定要搞上去，最大的成果，北洋水師，甲午海戰(zhàn)北洋水師全軍覆沒，洋務(wù)運(yùn)動(dòng)失敗。

康有為、梁?jiǎn)⒊鰜砹耍髁棧褪窃⒆蟆⒗畹钠鞑蝗缛颂w淺了，中國(guó)的問題在哪呢?制不如人，體制出問題了要改制，戊戌維新就是改制，孫中山辛亥革命也是改制，建立共和。

君主立憲沒有成功，戊戌維新失敗，但是辛亥革命成功了，共和建立了，但袁世凱死后12年，北京九易政府，24次內(nèi)閣改組，換了26屆總理，軍閥混戰(zhàn)，生靈涂炭，共和也沒搞成。

所以1919年的五四運(yùn)動(dòng)已經(jīng)打出旗號(hào)了，打倒孔家店。五四運(yùn)動(dòng)講，器不如人、制不如人都太膚淺了。中國(guó)的問題是什么呢?思想文化不如人，要徹底拋棄中國(guó)思想文化——孔孟之道，不僅孔子，還有漢字，當(dāng)年五四運(yùn)動(dòng)先驅(qū)胡適、錢玄同、郭沫若、陳獨(dú)秀、魯迅一批人都講到漢字問題了，羅馬字母化。導(dǎo)致中國(guó)落后的罪魁禍?zhǔn)祝簼h字!當(dāng)年多么激進(jìn)啊，終成鬧劇。

最后，中國(guó)共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下，以井岡山作為革命搖籃，以馬克思主義中國(guó)化的毛澤東思想為指導(dǎo)，取得革命成功，以中國(guó)特色社會(huì)主義為指導(dǎo)取得建設(shè)成功，以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，即將取得偉大復(fù)興。

在能源安全和生態(tài)環(huán)保和人類命運(yùn)共同體面前，氫能革命一如中國(guó)革命，面臨諸多選擇。

03氫能革命的中國(guó)化道路

氫能歐美日模式中國(guó)化，英文、日文換成中文，標(biāo)準(zhǔn)換成中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，但日本、北歐、加州地域狹小，對(duì)比中國(guó)幅員遼闊，有諸多不適應(yīng)。

“器不如人”，國(guó)外都75MPa，98MPa的儲(chǔ)氫罐，國(guó)內(nèi)還在35MPa，75MPa水平，然而2019年5月、6月美國(guó)、韓國(guó)、挪威，以及12月美國(guó)氫著火和爆炸，最后總結(jié)是所有原因是在高壓儲(chǔ)氫上，也就是目前22MPa的儲(chǔ)氫和運(yùn)氫人類已經(jīng)掌控，而35MPa以上的儲(chǔ)氫和運(yùn)氫人類并未完全掌控，所以想通過高壓來解決問題，目前看未來路還很長(zhǎng)。

“制不如人”，國(guó)外都50MPa運(yùn)氫，75MPa加氫，國(guó)內(nèi)還是22MPa運(yùn)輸，35MPa加注，所以經(jīng)濟(jì)性要通過修改儲(chǔ)運(yùn)制度來解決。

“文不如人”，中國(guó)目前還是將氫作為危化品管理，只有將氫作為能源管理，降低管制標(biāo)準(zhǔn)，這樣氫能才能發(fā)展推廣，這樣可以減少目前制約氫能發(fā)展的管理障礙，將制氫的安全可靠性充分發(fā)揮，應(yīng)用到加氫站制氫，降低運(yùn)輸成本，為氫能發(fā)展降低價(jià)格門檻。

“井岡山說”，發(fā)展氫能，我們國(guó)家傳統(tǒng)制氫都是煤、天然氣、丙烷或者乙烷重整制烯烴，副產(chǎn)釋放氫。從去年開始，氫能在中國(guó)又活躍起來了，煤炭和石油制氫的企業(yè)基本上都迅速重整，穿上“氫馬甲”準(zhǔn)備上路，增加加工環(huán)節(jié)、污染轉(zhuǎn)移，其實(shí)這和我們發(fā)展氫潔凈能源的初衷相違背，大家在這個(gè)過程中應(yīng)該注意到李毅中曾宣揚(yáng)的觀點(diǎn)，要提倡“綠氫”，控制“藍(lán)氫”，杜絕“灰氫”。

04液態(tài)陽(yáng)光——氫能革命的“井岡山”

氫能要在源頭開刀，采用可再生能源制氫。為了解決這個(gè)問題，大家一般探討的是潔凈能源，潔凈能源種類很多，核心都是來源于太陽(yáng)能，還有一個(gè)是核能以及地?zé)崮堋Ｌ?yáng)能變換而來的風(fēng)能、生物能、水能、海洋能，這都是太陽(yáng)能序列，大家把它歸并到最后都以氫能的形式來利用，來實(shí)現(xiàn)零碳排放，我們國(guó)家的可再生能源分布十分廣，西北地區(qū)主要以太陽(yáng)能為主，西南和青藏高原以水能水電能為主，東部和沿海地區(qū)以海洋風(fēng)能為主，西部也有風(fēng)能，按照可再生能源的總量來說，足夠我們國(guó)家每年能源的消耗。當(dāng)然，現(xiàn)在我們用的主要是化石能源。

由于可再生能源分布和消費(fèi)市場(chǎng)的差異，必然面臨運(yùn)輸問題，運(yùn)輸能源有輸電和輸氫兩種方式，電能輸送便捷，但成本高，另外電能大規(guī)模儲(chǔ)存困難，用電制成氫氣，儲(chǔ)運(yùn)氫氣都困難，并且運(yùn)輸沒有經(jīng)濟(jì)性。所以可再生能源制氫面臨最大的問題是儲(chǔ)運(yùn)，將氫氣從其生產(chǎn)地點(diǎn)運(yùn)輸、配送到用戶是氫能利用的重要環(huán)節(jié)，運(yùn)輸方式的安全性和配送成本是目前加氫站氫氣價(jià)格的控制因素。安全、經(jīng)濟(jì)、便捷是氫能推廣的必備條件。目前沒有一種儲(chǔ)運(yùn)方式既能做到低成本、安全，又兼顧高重量、體積、儲(chǔ)氫效率，所以采用含氫物質(zhì)儲(chǔ)氫運(yùn)氫，是現(xiàn)實(shí)可行的，目前主要有甲醇、液氨、甲苯(甲基環(huán)己烷)等方式做大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn);其他如合金固態(tài)儲(chǔ)氫適合少量應(yīng)用場(chǎng)景，但是35MPa以上高壓儲(chǔ)氫目前安全性還有質(zhì)疑。

甲醇儲(chǔ)氫，液態(tài)陽(yáng)光之稱，氫和甲醇是緊密聯(lián)系的。甲醇是液態(tài)，分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)有最佳碳?xì)溲醣龋灰讓?dǎo)致在設(shè)備上積碳，是氣相分子到液相分子或者到有機(jī)分子的一個(gè)入門級(jí)分子，就像我們送快遞似的，搬到大廳常常一扔就可以了，不需要搬到5樓，所以對(duì)合成來說過程比較簡(jiǎn)單，同時(shí)可以減少能耗。這是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者喬治·歐拉提出的“甲醇經(jīng)濟(jì)”，“甲醇經(jīng)濟(jì)”和氫能緊密結(jié)合，會(huì)有一個(gè)美好的未來。

05氫能革命的關(guān)鍵——“上帝分子”

運(yùn)輸安全、工具便捷、價(jià)格便宜，甲醇有“上帝分子”之稱，甲醇重整制氫安全便捷，尤其電解甲醇制氫電耗是電解水的1/60，可以很好解決加氫站電解水電費(fèi)高的問題，又能解決甲醇重整制氫中二氧化碳和氫氣分離問題，同時(shí)還可以減少儲(chǔ)氫量，增加安全性，是油氫共建站的優(yōu)選方案。

采用液態(tài)陽(yáng)光甲醇加氫站模式回收二氧化碳，將灰氫變?yōu)樗{(lán)氫，實(shí)現(xiàn)碳減排，由于甲醇的燃料和材料屬性兼?zhèn)洌虼诉m合全范圍推廣。電解甲醇現(xiàn)場(chǎng)制氫是目前唯一能將加氫站氫氣售價(jià)控制35元/Kg(無需補(bǔ)貼)技術(shù)路線，但是現(xiàn)場(chǎng)制氫目前國(guó)內(nèi)只有河北、大同允許。

06氫能生態(tài)重要組成部分

氨由于不涉及碳減排，適合跨國(guó)點(diǎn)到點(diǎn)大規(guī)模運(yùn)輸，缺點(diǎn)是氨有腐蝕性和毒性，運(yùn)輸安全和設(shè)備材質(zhì)要求較高。有機(jī)烴如(甲苯—甲基環(huán)己烷)運(yùn)儲(chǔ)氫，適合作為有甲苯需求的特定場(chǎng)景，小范圍使用。另外固態(tài)儲(chǔ)氫材料目前大都處于研究或者小規(guī)模市場(chǎng)示范運(yùn)用階段，具體選擇何種氫氣儲(chǔ)運(yùn)方案需綜合考慮成本、需求量、運(yùn)輸距離、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)運(yùn)用場(chǎng)景等因素，并且當(dāng)前氫氣儲(chǔ)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性、安全性距離商業(yè)化應(yīng)用還有一段距離，仍然需要加大對(duì)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的研發(fā)力度。

07液態(tài)陽(yáng)光燎原之勢(shì)起于加氫站

對(duì)我們國(guó)家來說，煤炭、石油和天然氣，煤氣是主要的。目前全球碳排放量為330億噸，其中我們國(guó)家排放了約100億噸，大概占了三分之一，這對(duì)我們國(guó)家未來的發(fā)展是很大的一個(gè)瓶頸，所以《巴黎氣候協(xié)定》的時(shí)候大家一直爭(zhēng)來爭(zhēng)去，也就爭(zhēng)這個(gè)碳排放問題。

我們做加氫站產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，發(fā)覺加氫站用的氫在整個(gè)制造過程中，除了無法用經(jīng)濟(jì)價(jià)格衡量的副產(chǎn)氫，基本上大部分氫的成本在15元/千克左右，從10元至20元之間，總體上制氫成本差別不大。但是考慮到運(yùn)輸不同方式的成本差別就很大了，其中液態(tài)運(yùn)輸成本是最不能讓用戶承受的，基本上液化一公斤氫要消耗13度電，再加上運(yùn)輸費(fèi)用，導(dǎo)致它的成本是最高。氣態(tài)氫氣由于運(yùn)輸壓力和密度導(dǎo)致它的運(yùn)輸成本居第二。我們分析發(fā)現(xiàn)，如果用甲醇來儲(chǔ)存氫來運(yùn)輸，成本會(huì)很低，因?yàn)榧状伎梢宰鳛槠胀ɑ瘜W(xué)物質(zhì)進(jìn)行運(yùn)輸，它的運(yùn)費(fèi)換算到氫氣，大概相當(dāng)于100公里每公斤氫0.5元，和氣態(tài)氫的運(yùn)輸成本為每公斤在10元~20元以及液氫接近30元的到貨成本相比，在100公里的距離內(nèi)，整個(gè)可以接近忽略。同時(shí)，甲醇產(chǎn)氫量比較大，它需要配合水制氫，這里水沒有計(jì)算到運(yùn)輸成本里，一般加氫站的甲醇制氫產(chǎn)出率可達(dá)到18.75%。

液態(tài)陽(yáng)光加氫站的突出優(yōu)勢(shì)，理論上氫和二氧化碳都可以百分之百回收，我們現(xiàn)在可以做到回收率約為92%，剩下一部分需要通過排放或者燃燒處理。我們目標(biāo)的二氧化碳回收率為80%，因?yàn)樵偬岣叩脑挘?jīng)濟(jì)性就弱了。如果在加氫站現(xiàn)場(chǎng)制氫，考慮到加氫站現(xiàn)場(chǎng)的氫價(jià)格比較高，所以在回收二氧化碳的時(shí)候，同時(shí)也回收了氫，如此以來回收二氧化碳就可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。液態(tài)陽(yáng)光加氫站最突出的特點(diǎn)，是現(xiàn)場(chǎng)制氫無須大量?jī)?chǔ)備氫在加氫站，儲(chǔ)氫量高達(dá)2000公斤，降到50公斤到200公斤就符合1500公斤級(jí)加氫站的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

液態(tài)陽(yáng)光加氫站的優(yōu)勢(shì)。一是解決了加氫站高壓儲(chǔ)氫的安全性問題;二是解決氫運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)性和運(yùn)輸?shù)母叱杀締栴};三是氫作為可再生能源，可以通過潔凈能源技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)全流程清潔的目標(biāo);四是通過二氧化碳回收，實(shí)現(xiàn)減排二氧化碳的目的，可將灰氫變?yōu)樗{(lán)氫;五是甲醇運(yùn)輸技術(shù)成熟，安全性更高;六是該技術(shù)還可擴(kuò)展為其他化學(xué)儲(chǔ)氫路線(甲苯、氨等);七是分布式能源和加油站、加氫站、加醇站多元共站是適合社區(qū)使用的設(shè)計(jì)。總之，液態(tài)陽(yáng)光加氫站可以實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、便捷的潔凈氫能使用，實(shí)現(xiàn)新舊能源順利轉(zhuǎn)換。

08氫能革命成功路徑

對(duì)液態(tài)陽(yáng)光加氫站的遠(yuǎn)景展望：一是開發(fā)2000m³/h到5000m³/h的電解水制氫技術(shù)和設(shè)備;二是實(shí)現(xiàn)電解水和二氧化碳合成甲醇裝備化，不必進(jìn)行集中和工廠化的生產(chǎn)，可以使用太陽(yáng)能制甲醇，降低成本;第三電解水和二氧化碳合成甲醇，直接分離甲醇進(jìn)一步降低成本;第四步比較理想，就是電解甲醇制氫并回收二氧化碳，此時(shí)氫不需要再做純化，同時(shí)電解甲醇的理論電壓為0.02伏，和電解水1.23伏電壓相比，只有其1/60，這樣成本上是完全可以接受的。

▲李燦院士團(tuán)隊(duì)、蘇州競(jìng)立合作開發(fā)的液態(tài)陽(yáng)光4.0kWh/m3，1000m3/h電解槽，運(yùn)抵蘭州基地

最后希望能夠結(jié)合我們國(guó)家的甲醇工業(yè)，形成一種物質(zhì)、一個(gè)能源、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這樣全社會(huì)的運(yùn)行成本就都降低了。當(dāng)然需要科研人員貢獻(xiàn)技術(shù)和裝備，企業(yè)選擇新技術(shù)生產(chǎn)，政府提供政策支持，消費(fèi)者從市場(chǎng)支持。

09氫能革命成功的人類和平與未來

終極目標(biāo)：第一，我們通過液態(tài)燃料來決環(huán)保問題，這是最直接的。第二，我國(guó)石油的對(duì)外依存度很高，所以最終需要解決能源安全問題。第三，隨著我們國(guó)家影響力和裝備技術(shù)的推廣，可以實(shí)現(xiàn)氫能逐漸替代石油，沒有了石油，“石油美元”也就沒有了，推進(jìn)人民幣國(guó)際化。第四，人類生存的核心其實(shí)就是糧食、能源和材料、水，其中糧食和水的分布在人類的選擇過程中已經(jīng)完成了自然分布，材料緊迫性不強(qiáng)，因地制宜，所以重點(diǎn)是能源。能源的使用在工業(yè)革命以前也是自然分布，也沒有太多由能源引發(fā)的戰(zhàn)爭(zhēng)。工業(yè)革命以后，人類大量采用化石能源，許多戰(zhàn)爭(zhēng)都是圍繞能源展開的。如果實(shí)現(xiàn)了可再生能源的推廣和應(yīng)用，就把能源來源分布又帶回到了工業(yè)革命之前，隨著人類分布群落的分布而分布，這樣沒有石油能源爭(zhēng)端的問題，也就實(shí)現(xiàn)了和平。

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