上海氢能研究院院长：绿氢能做 基础材料必须过关

“绿氢能做、基础材料必须过关，二氧化碳再利用、系统控制优化、产业链配套、风光电核氢储综合利用”中国能源工程集团上海氢能研究院院长范钦柏在SNEC国际储能和氢能与燃料电池（上海）技术大会上的发言。

直播专题：SNEC第十五届(2021)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会

范钦柏：大家好，今天非常荣幸能到这里来给大家讲讲氢能。我做氢能做了太久了，可以讲一辈子。2018年我回国的时候，在成都做过一次报告，当时我讲了一个弯道超车，首先要找到“道”，找不到“道”要翻车，前几天学生说不能这么讲，讲了以后中国人要找你麻烦。前面中石化也讲了，还有电力研究所的几位同事也讲了。

我首先要讲一个东西，我在美国生活了30年，美国人的做法是观点和事实要分开，你讲的东西是事实，还是你自己的观点，这个地方我稍微讲一下大部分是我的观点，当然也有事实，谢谢大家！

氢能源，氢能源是能源企业做，不是车企做，中国车企做氢能源的话，有一个方向性的错误，从来没有一个企业开采石油做汽油，再做车子，这是产业链的问题。今天我讲一下二氧化碳的问题，因为小布什做总统的时候，当时美国就已经做到CCUS。首先讲一下减排，中国为什么减排？中国的人口是14亿人口，占全世界的18%，但是中国排的二氧化碳量占全世界的28%，世界上搞碳税的时候，中国有10%的问题，我们要解决这个问题。解决这个问题的方法有很多，假如一直用汽油烧的话，根本减不了二氧化碳，下面的曲线可以看几种方法，最好的一种方法是燃料电池。我做了一辈子的燃料电池，我们单位1958年做燃料电池，我们一直在示范，示范到现在中国还在示范，所以今天要讲怎样才能从示范走到市场化，我下面会讲多少二氧化碳在空气当中怎么样为好，人需要二氧化碳，你们去研学的时候有一个二氧化碳指标，二氧化碳多少对人有好处，二氧化碳够少的话就会形成哮喘，因为二氧化碳在里面起到血液循环的作用，所以我在这里讲有几点，你的肺部二氧化碳水平与你呼吸次数有关系。

细胞氧水平是与二氧化碳有关系，大家可以想一下，有的人抽烟的时候抽得非常兴奋，一遇到二氧化碳的时候非常兴奋，而且二氧化碳是消炎剂，没有二氧化碳就容易生疮。

世界上材料的发展，我后面会讲一个东西，我们现在要怎么办？从碳经济向硅经济转换。现在煤炭经济向太阳能经济发展，因为太阳能电池可以生产18公斤的氢气。我们做燃料电池感受非常深，第一就是氢气的质量，前面中石化和电力研究所也讲到这个问题。电解水的水我感触最深，因为我做了七年的水处理，中国的水的回收率53%，美国91%，所以电解水用的水不是家里面喝的水，而是用的纯净水。其次是重整气里面的一氧化碳，衰减找不到原因，最后是每天用的氢气质量不一样，假如是一氧化碳的话，燃料电池就麻烦了。其次是空气质量问题，PM1.0以下的粉尘在燃料电池当中的累计是大的问题。第三是闭环运行，上次我跟山西讲了，氢能源最大的问题不是制和用，而是中间的储存和运输的问题，在一个小地方做的时候一定要考虑运输问题。其次是二氧化碳捕获和利用，2008年美国做二氧化碳储存的时候，定的目标是30美元一吨二氧化碳，中石化做二氧化碳搞的时候现在可能是90美元一吨，90美元一吨的话就相差很远了。大模块与独立能源体系，刚才中国电网的人讲，我们国家是大的电网，美国现在做独立的系统，大电网存在一个问题就是安全问题，这栋楼是独立能源，另外一栋楼不受干扰。下面是能量载体问题，氢能是不二的能源，领导可以讲，我做技术的不能讲，因为能源载体有很多，电子是能量载体、氢气是能量载体，我们用铝制氢，铝也是能量载体，能量载体非常多，到最后谁是主要能量载体，是市场控制的。下面是固体电解质，锂电池的储能现在国内做250、300瓦时每升，美国能做到600，假如用在电动汽车上是很大的突破，这个方面大家也在做。其次是太阳能电池，我听说有人能做到9分钱一度电，这样电解制氢的时候就非常好，风电2毛钱一度电，核能也是一种绿色能源。特高压直流输电，中国是世界上特高压直流输电最好的国家，我们怎样把青海和新疆那边的光电送到沿海来，这是个问题。

老前辈给我发了这样的东西，碳中和是一件具有重大意义的科学研究，要关注气侯变暖，这是一个伪课题。因为气侯变暖后面就会气侯变冷，谁也不知道。第二，各地搞规划要有负责任的态度，今天听到高呼口号我也高呼几句，搞规划一定要有负责任的态度对待下一代。现在已知的公布的138项碳项目只有13%是成熟的，30%是试验中，还有56%正在概念当中不清楚。碳中和要和减少大气污染结合起来。

比如上海牵扯到堵车的问题，美国做了一个研究，60英里每小时最佳状态，假设在30公里以下，你堵车它排出的二氧化碳可能是5~10倍的增加，一升汽油可以排2.4公斤的二氧化碳。家里面烧出来的油排出多少二氧化碳。汽油贡献了中国94.7%的二氧化碳的排放量，减少交通堵塞是二氧化碳排放的有效补充手段。电动车能去除因为交通堵塞而排放的二氧化碳增量。

美国加州把二氧化碳排量根据不同的工业结构算了一下，一度电是什么？我上面提出了一个口号，节电输堵，风光核水热绿色一体化的方法，这样才能把二氧化碳减掉。刚才讲了碳捕获成本，二氧化碳是很好的原料，我们用的聚乙烯在高温下做重整，二氧化碳跟煤炭反应可以重整出来一氧化碳，叫干法重整现在二氧化碳的利用在这个地方可以跟废物利用结合起来。美国提出30美元一吨二氧化碳捕获起来的话，欧洲那边的碳税是56美元一吨。据能源不网站说，绿氢在整个能源结构中不可能超过20%，中石化说2040年能达到40~50%，我估计讲不太可能。因为这里面牵扯到氢的储和运的问题。能源结构的改变也要考虑到国家能源结构，能源结构的改变是双碳经济成为新一轮经济的增长点。

中国氢能的现状，美国氢能发展是1992~2012年20年的大爆发，我们国家也差不多有20年的研发。这里我讲了事与愿违，事倍功半和事半功倍，大家可以评论一下。第二示范、规模、与市场，找问题、攻克基础材料零部件，我们国家基础材料简直要你的命，比如三极板，买的宝钢和其他不锈钢厂做出的燃料电池不一样，所以基础材料是问题。第三能量平衡、质量平衡、热平衡、产业链、成本、寿命、性能，这几个要素是最大的问题。做氢能不管怎么做，多少能量放进去，多少能量放出来，谁也不能破坏。成功的关键的宗旨是什么？是安全、环保、经济。这三点过了，产品就过关了。其次是基础材料和智能制造，前面区领导已经讲了，双碳是减排、能排和再利用。2008年现在不用二氧化碳了，用氮气，很多人没喝过氮气啤酒，喝下去的时候非常凉快，比二氧化碳快，但是二氧化碳吸附在胃表面对胃起了作用，假如有胃病经常喝碳酸饮料可以使各方面提高。

Arno做了四十几年的氢能，从20年代到30年代到40年代，全球氢气市场是以重整气来的。从他的讲法当中，我得出一个结论，虽然有局限性，这是机遇，人家讲了有局限就有机遇。我们在清洁能源发展也得到发展和市场化，是这样一个想法。美国2008年做了风光，做了除氢和示范，用电解器做水，一天50公斤，这是2000年做的，后面减氢电解。当时第一届氢气燃料电池研讨会在美国开的时候，1972年是第一次能源危机，多少年下来了我们还提氢能经济。我得出一个结论，氢的价钱不一样。市场上需要的是2.6元，一公斤的氢和美国一加仑的油是等值的。一加仑的油和一公斤的氢一样，一加仑的油开多少公里，一公斤的氢就能开多少公里，是这样比较下来的。美国油钱大概3块钱一加仑，一加仑等于3.75升，中国的油比他们稍微贵一点，是这样一个概念。

讲到电解制氢，我们用的氯气是氯碱工艺做出来的，氯碱工艺里面的电解器寿命是多少大家知道吗？一般情况下三年，1985年教书的时候一年，现在大部分是三年到四年，美国那边做了7、8个小时9~15年，我们能做到9~15年？我们能做到我们就赢了。现在燃料电池做不到20年，情况是这样的。

刚才讲到储能，我做锂电池、固态铝电池，里面列出了很多优缺点，电池最大的问题是三板两墨一张纸，当时他们指出要做出0.1，燃料电池的性能就会大幅度提高，所以有很多问题要解决。下面讲五大燃料电池，很多人不知道，燃料电池有很多种，五个燃料电池里面唯一一个低于100度的燃料电池就是开车用的电池，两项平衡比三项平衡容易做，最好把PM的温度提高到100度以上，燃料电池就有希望了，所以我们要有突破。

我们提出PtG到GtP。氢能和甲烷管道流的速度不一样，这里有一个缺陷。所以我讲了痛点和谋略，痛点是产业链、成本、寿命、性能，根本上解决问题是综合化利用，适合于社会的市场经济。任何能源的转型都有损失，我刚才讲了能量平衡的问题，不可能没有损失。再生就是零排，再利用是减排，风光核水地热等综合使用是低碳能源，基础不牢不会成就技术强国，双碳叫得在高，基础补牢实现不了。

总结一下：绿氢能做、基础材料必须过关，二氧化碳再利用、系统控制优化、产业链配套、风光电核氢储综合利用，谢谢大家！

（发言为北极星氢能网根据速记整理，未经本人审核）