2020-01-03 08:30:06 苏州氢能产业创新联盟 　 作者： 岳锌  

01“革命起源”——能源安全

能源安全，尤其是石油安全一直是中国发展的巨大隐患。中国石油安全做出巨大努力，从单一的海路到开辟陆上东北、西北、西南三条路线，再到增加战略石油储备，都是为了取得能源革命的胜利。

面对能源供需格局新变化、国际能源发展新趋势，保障国家能源安全，必须推动能源生产和消费革命。为此，习近平总书记就推动能源生产和消费革命提出了“四个革命，一个合作”的要求。

“四个革命”：推动能源消费革命，抑制不合理能源消费;推动能源供给革命，建立多元供给体系;推动能源技术革命，带动产业升级;推动能源体制革命，打通能源发展快车道;“一个合作”即是全方位加强国际合作，实现开放条件下能源安全。

作为世界上最大的能源生产国和消费国，中国将继续深入推进能源革命，加快推动能源高质量发展，为经济社会持续健康发展提供坚实保障。中国将坚定不移推动能源消费革命，愿同世界各国一道，共同研究完善能源政策制度体系，在共建“一带一路”框架内加强能源领域合作，在全球能源治理体系中发挥建设性作用，深化全球能源治理合作，坚定维护多边主义，共同促进全球能源可持续发展，维护全球能源安全，共建清洁美丽世界。

02“能源也要革命”

近代史上，中国面临民族危亡、解决衰败，历经选择，摆脱衰亡，先后经历了四次重大选择。

洪秀全的“太平天国”的意识形态上选择基督教义的中国化，洪秀全完成了基督教义的中国化，用这套改革可能成功吗?不可能的，所以洪秀全失败了。

曾国藩、左宗棠、李鸿章推出洋务运动，器不如人，机器制造、科学技术不行，一定要搞上去，最大的成果，北洋水师，甲午海战北洋水师全军覆没，洋务运动失败。

康有为、梁启超出来了，君主立宪，就是曾、左、李的器不如人太肤浅了，中国的问题在哪呢?制不如人，体制出问题了要改制，戊戌维新就是改制，孙中山辛亥革命也是改制，建立共和。

君主立宪没有成功，戊戌维新失败，但是辛亥革命成功了，共和建立了，但袁世凯死后12年，北京九易政府，24次内阁改组，换了26届总理，军阀混战，生灵涂炭，共和也没搞成。

所以1919年的五四运动已经打出旗号了，打倒孔家店。五四运动讲，器不如人、制不如人都太肤浅了。中国的问题是什么呢?思想文化不如人，要彻底抛弃中国思想文化——孔孟之道，不仅孔子，还有汉字，当年五四运动先驱胡适、钱玄同、郭沫若、陈独秀、鲁迅一批人都讲到汉字问题了，罗马字母化。导致中国落后的罪魁祸首：汉字!当年多么激进啊，终成闹剧。

最后，中国共产党领导下，以井冈山作为革命摇篮，以马克思主义中国化的毛泽东思想为指导，取得革命成功，以中国特色社会主义为指导取得建设成功，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，即将取得伟大复兴。

在能源安全和生态环保和人类命运共同体面前，氢能革命一如中国革命，面临诸多选择。

03氢能革命的中国化道路

氢能欧美日模式中国化，英文、日文换成中文，标准换成中国标准，但日本、北欧、加州地域狭小，对比中国幅员辽阔，有诸多不适应。

“器不如人”，国外都75MPa，98MPa的储氢罐，国内还在35MPa，75MPa水平，然而2019年5月、6月美国、韩国、挪威，以及12月美国氢着火和爆炸，最后总结是所有原因是在高压储氢上，也就是目前22MPa的储氢和运氢人类已经掌控，而35MPa以上的储氢和运氢人类并未完全掌控，所以想通过高压来解决问题，目前看未来路还很长。

“制不如人”，国外都50MPa运氢，75MPa加氢，国内还是22MPa运输，35MPa加注，所以经济性要通过修改储运制度来解决。

“文不如人”，中国目前还是将氢作为危化品管理，只有将氢作为能源管理，降低管制标准，这样氢能才能发展推广，这样可以减少目前制约氢能发展的管理障碍，将制氢的安全可靠性充分发挥，应用到加氢站制氢，降低运输成本，为氢能发展降低价格门槛。

“井冈山说”，发展氢能，我们国家传统制氢都是煤、天然气、丙烷或者乙烷重整制烯烃，副产释放氢。从去年开始，氢能在中国又活跃起来了，煤炭和石油制氢的企业基本上都迅速重整，穿上“氢马甲”准备上路，增加加工环节、污染转移，其实这和我们发展氢洁净能源的初衷相违背，大家在这个过程中应该注意到李毅中曾宣扬的观点，要提倡“绿氢”，控制“蓝氢”，杜绝“灰氢”。

04液态阳光——氢能革命的“井冈山”

氢能要在源头开刀，采用可再生能源制氢。为了解决这个问题，大家一般探讨的是洁净能源，洁净能源种类很多，核心都是来源于太阳能，还有一个是核能以及地热能。太阳能变换而来的风能、生物能、水能、海洋能，这都是太阳能序列，大家把它归并到最后都以氢能的形式来利用，来实现零碳排放，我们国家的可再生能源分布十分广，西北地区主要以太阳能为主，西南和青藏高原以水能水电能为主，东部和沿海地区以海洋风能为主，西部也有风能，按照可再生能源的总量来说，足够我们国家每年能源的消耗。当然，现在我们用的主要是化石能源。

由于可再生能源分布和消费市场的差异，必然面临运输问题，运输能源有输电和输氢两种方式，电能输送便捷，但成本高，另外电能大规模储存困难，用电制成氢气，储运氢气都困难，并且运输没有经济性。所以可再生能源制氢面临最大的问题是储运，将氢气从其生产地点运输、配送到用户是氢能利用的重要环节，运输方式的安全性和配送成本是目前加氢站氢气价格的控制因素。安全、经济、便捷是氢能推广的必备条件。目前没有一种储运方式既能做到低成本、安全，又兼顾高重量、体积、储氢效率，所以采用含氢物质储氢运氢，是现实可行的，目前主要有甲醇、液氨、甲苯(甲基环己烷)等方式做大规模储运;其他如合金固态储氢适合少量应用场景，但是35MPa以上高压储氢目前安全性还有质疑。

甲醇储氢，液态阳光之称，氢和甲醇是紧密联系的。甲醇是液态，分子结构简单，同时有最佳碳氢氧比，不易导致在设备上积碳，是气相分子到液相分子或者到有机分子的一个入门级分子，就像我们送快递似的，搬到大厅常常一扔就可以了，不需要搬到5楼，所以对合成来说过程比较简单，同时可以减少能耗。这是诺贝尔奖获得者乔治·欧拉提出的“甲醇经济”，“甲醇经济”和氢能紧密结合，会有一个美好的未来。

05氢能革命的关键——“上帝分子”

运输安全、工具便捷、价格便宜，甲醇有“上帝分子”之称，甲醇重整制氢安全便捷，尤其电解甲醇制氢电耗是电解水的1/60，可以很好解决加氢站电解水电费高的问题，又能解决甲醇重整制氢中二氧化碳和氢气分离问题，同时还可以减少储氢量，增加安全性，是油氢共建站的优选方案。

采用液态阳光甲醇加氢站模式回收二氧化碳，将灰氢变为蓝氢，实现碳减排，由于甲醇的燃料和材料属性兼备，因此适合全范围推广。电解甲醇现场制氢是目前唯一能将加氢站氢气售价控制35元/Kg(无需补贴)技术路线，但是现场制氢目前国内只有河北、大同允许。

06氢能生态重要组成部分

氨由于不涉及碳减排，适合跨国点到点大规模运输，缺点是氨有腐蚀性和毒性，运输安全和设备材质要求较高。有机烃如(甲苯—甲基环己烷)运储氢，适合作为有甲苯需求的特定场景，小范围使用。另外固态储氢材料目前大都处于研究或者小规模市场示范运用阶段，具体选择何种氢气储运方案需综合考虑成本、需求量、运输距离、生产能力、生产运用场景等因素，并且当前氢气储运的经济性、安全性距离商业化应用还有一段距离，仍然需要加大对储运系统的研发力度。

07液态阳光燎原之势起于加氢站

对我们国家来说，煤炭、石油和天然气，煤气是主要的。目前全球碳排放量为330亿吨，其中我们国家排放了约100亿吨，大概占了三分之一，这对我们国家未来的发展是很大的一个瓶颈，所以《巴黎气候协定》的时候大家一直争来争去，也就争这个碳排放问题。

我们做加氢站产业经济分析时，发觉加氢站用的氢在整个制造过程中，除了无法用经济价格衡量的副产氢，基本上大部分氢的成本在15元/千克左右，从10元至20元之间，总体上制氢成本差别不大。但是考虑到运输不同方式的成本差别就很大了，其中液态运输成本是最不能让用户承受的，基本上液化一公斤氢要消耗13度电，再加上运输费用，导致它的成本是最高。气态氢气由于运输压力和密度导致它的运输成本居第二。我们分析发现，如果用甲醇来储存氢来运输，成本会很低，因为甲醇可以作为普通化学物质进行运输，它的运费换算到氢气，大概相当于100公里每公斤氢0.5元，和气态氢的运输成本为每公斤在10元~20元以及液氢接近30元的到货成本相比，在100公里的距离内，整个可以接近忽略。同时，甲醇产氢量比较大，它需要配合水制氢，这里水没有计算到运输成本里，一般加氢站的甲醇制氢产出率可达到18.75%。

液态阳光加氢站的突出优势，理论上氢和二氧化碳都可以百分之百回收，我们现在可以做到回收率约为92%，剩下一部分需要通过排放或者燃烧处理。我们目标的二氧化碳回收率为80%，因为再提高的话，经济性就弱了。如果在加氢站现场制氢，考虑到加氢站现场的氢价格比较高，所以在回收二氧化碳的时候，同时也回收了氢，如此以来回收二氧化碳就可以创造经济价值。液态阳光加氢站最突出的特点，是现场制氢无须大量储备氢在加氢站，储氢量高达2000公斤，降到50公斤到200公斤就符合1500公斤级加氢站的运行标准。

液态阳光加氢站的优势。一是解决了加氢站高压储氢的安全性问题;二是解决氢运输的危险性和运输的高成本问题;三是氢作为可再生能源，可以通过洁净能源技术真正实现全流程清洁的目标;四是通过二氧化碳回收，实现减排二氧化碳的目的，可将灰氢变为蓝氢;五是甲醇运输技术成熟，安全性更高;六是该技术还可扩展为其他化学储氢路线(甲苯、氨等);七是分布式能源和加油站、加氢站、加醇站多元共站是适合社区使用的设计。总之，液态阳光加氢站可以实现安全、经济、便捷的洁净氢能使用，实现新旧能源顺利转换。

08氢能革命成功路径

对液态阳光加氢站的远景展望：一是开发2000m³/h到5000m³/h的电解水制氢技术和设备;二是实现电解水和二氧化碳合成甲醇装备化，不必进行集中和工厂化的生产，可以使用太阳能制甲醇，降低成本;第三电解水和二氧化碳合成甲醇，直接分离甲醇进一步降低成本;第四步比较理想，就是电解甲醇制氢并回收二氧化碳，此时氢不需要再做纯化，同时电解甲醇的理论电压为0.02伏，和电解水1.23伏电压相比，只有其1/60，这样成本上是完全可以接受的。

▲李灿院士团队、苏州竞立合作开发的液态阳光4.0kWh/m3，1000m3/h电解槽，运抵兰州基地

最后希望能够结合我们国家的甲醇工业，形成一种物质、一个能源、一个标准，这样全社会的运行成本就都降低了。当然需要科研人员贡献技术和装备，企业选择新技术生产，政府提供政策支持，消费者从市场支持。

09氢能革命成功的人类和平与未来

终极目标：第一，我们通过液态燃料来决环保问题，这是最直接的。第二，我国石油的对外依存度很高，所以最终需要解决能源安全问题。第三，随着我们国家影响力和装备技术的推广，可以实现氢能逐渐替代石油，没有了石油，“石油美元”也就没有了，推进人民币国际化。第四，人类生存的核心其实就是粮食、能源和材料、水，其中粮食和水的分布在人类的选择过程中已经完成了自然分布，材料紧迫性不强，因地制宜，所以重点是能源。能源的使用在工业革命以前也是自然分布，也没有太多由能源引发的战争。工业革命以后，人类大量采用化石能源，许多战争都是围绕能源展开的。如果实现了可再生能源的推广和应用，就把能源来源分布又带回到了工业革命之前，随着人类分布群落的分布而分布，这样没有石油能源争端的问题，也就实现了和平。