氢能

中国科学院院士欧阳明高:制氢电解槽有望成为我国第四个大宗出口新能源产品

2025China.cn   2024年05月13日

在日前召开的2024中关村论坛“氢能产业科技创新发展论坛”上,中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示,制氢电解槽是继电池、光伏、电动汽车之后,有可能成为中国第四个大宗出口的新能源产品,各种新能源技术的协同发展和互动式发展将是下一阶段中国新型能源体系发展的主基调。

推广“换氢瓶”模式降低氢燃料车成本

氢能作为清洁高效的二次能源载体,在能源转型和应对气候变化方面扮演着重要角色,我国已将氢能作为构建现代能源体系的重要方向和实现“双碳”目标的重要途径。欧阳明高表示,目前,氢能已经认知的价值是战略价值,亟待开发的价值是商业价值,核心是性价比,源头是绿氢的成本,降低绿氢成本成为当务之急。

近年来,氢燃料电池系统成本在持续下降。目前,国内氢燃料电池系统成本大概为2000元/千瓦时。欧阳明高预测,到2025年,氢燃料电池系统成本将从2018年的2万元/千瓦时降至1000元/千瓦时,到2030年将降至500元/千瓦时。那时,在成本上,氢燃料电池汽车将具有与内燃机汽车同等的竞争力。

公开数据显示,截至2023年底,我国燃料电池汽车累计推广2.1万辆,示范运行覆盖了城市、物流、运输、工程、港口、园区等多元化场景。我国成为仅次于韩国的全球第二大燃料电池汽车市场。“除汽车外,氢燃料电池应用场景正在扩大,包括风光电储、热电联供、储能车、航空航天等。”欧阳明高说。

氢能虽已经进入窗口期,但掣肘氢能发展的弊端仍然存在。“现在加氢站成本太高,我们正在做一个新的商业模式,模仿重卡换电。‘换氢瓶’而不是加氢,也就是氢瓶租赁,要与纯电动错位,至少500公里~800公里,短途没有意义,无法与纯电动车竞争。做好氢瓶租赁,氢燃料车就便宜了。”欧阳明高表示,清华新能源团队正在与丰田共同打造氢能示范县,可以做到长距离不加氢,大幅度降低氢燃料车辆成本。

欧阳明高表示,从氢能全产业链看,已经基本具备产业化的条件。氢能要发挥它的商业价值,没有商业价值,技术会很难进行下去,而商业价值的核心就是性价比,关键是绿氢的成本。要以富余绿电资源低成本制氢为源头推动,以多元化场景应用为龙头拉动,这样方能带动绿色氢能全产业链发展。

新能源协同互动发展是下一阶段主基调

中国迎来新能源发展的爆发期,并且已经具备很重要的优势。

欧阳明高表示,需要看到的是,我国新能源发展既有机遇也有挑战,从负荷侧看,由于新能源汽车快速发展,新能源汽车的大规模接入造成其充电负荷严重超出配电网原有容量;从发电侧来看,中国的光伏风电发展速度大大超出预期,预计到2030年,风电和光伏的发电总量将占到总发电量的约35%,加上水电,则会达到50%。如果再加上核电和生物质能,预计到2030年,中国非化石能源发电量占比会达到60%左右。

“快速发展的光伏、风电、电池、电池储能和新能源汽车将带来中国能源体系的革命性变化,面对这一趋势,电网的稳定性变成一个极大的问题。”欧阳明高称。新能源这些电必须要用另外的方式消纳,就会导致微网系统在负荷侧大范围的扩张,这会带来一次新的革命性变化,同时也造成巨大的消费市场。

欧阳明高认为,应对变化,应该用发展眼光去看待。光伏、风电、集中式向分布式、氢能、电池储能、电动汽车、能源互联网等新能源分开发展的第一阶段已经过去,现在必须将各个方面统筹,“新能源的协同协调发展和互动式发展将是下一阶段中国新型能源体系发展的主基调”。

新型储能将形成新的可持续的能源体系

为实现新能源的协调互动式发展,欧阳明高认为要做新型储能,有三个主要方式:

首先,长周期,跨季节的灵活性调节。欧阳明高表示,现在是靠煤电厂做调节,将来煤电厂的煤要变成氢。“由氢取代煤并不是把火电厂去掉,而是把燃料替代,形成长周期的储能、跨季节的储能。这个只能由氢能及其氢的载体来解决。”

其次,中周期,8小时以内的调节。欧阳明高认为,电化学储能将会发挥巨大的作用,中国动力电池在持续发展,预计2030年,中国的电池产量将达到35亿千瓦时,目前大概是七、八亿千瓦时,还有很大的增长空间。

第三,电动汽车储能,即车网互动。欧阳明高表示,车网互动是短周期分布式储能最好的载体,因为电动车每辆车的电池都有50~60千瓦时,如果2035年有1.5亿到2亿辆车,车上的电就会接近100亿千瓦时,相当于中国现在每天消费总电量的一半,2050年车上会是240亿千瓦时。欧阳明高表示,这个储能规模是极其庞大的。“我们最终会形成智慧能源系统,包括现在车、能、路、云,或者建筑领域房、车、能、路、云,或者交通领域光、储、换、放一体化等。”欧阳明高称。协同发展将会形成新的可持续的能源体系。

(来源:中国信息化周报)

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