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毛宗強接受《能源》雜志專訪:不論氫能潮起潮落,我一直走到現在

日期:2019年3月28日 13:48

 

近日,國際氫能協會副主席、清華大學教授毛宗強,針對當前引發國際氫能發展熱潮的原因,以及中國發展氫能的必要性和需要解決的關鍵問題,接受《能源雜志》專訪。其談到:我是經過認真調查,分析與思考才選定氫能與燃料電池的,所以不論氫能潮起潮落,我一直走到現在。


背景

2018年,氫能在中國受到前所未有的關注,上海、佛山、武漢、蘇州、濟南、大同、張家口……這些城市都已經發布了氫能發展的規劃,而且仍有越來越多的城市加入到這個名單中。整個中國都在經歷著一輪前所未有的氫能熱。

氫能被中國重視只是近幾年的事情,但是殊不知,現任國際氫能協會副主席的毛宗強早在二十六年前便開始接觸氫能,研究內容包括氫氧質子交換膜燃料電池、納米碳儲氫、新型制氫方法、氫能經濟與安全、氫能標準等等。

毛宗強1970年從清華大學工程化學系畢業,畢業后留在清華大學核能技術設計研究院從是核化工研究。1989年9月到1993年9月,經過四年的英國留學,毛宗強回到清華大學原來的研究院。但當時研究院的核能研究極其缺乏資金,毛宗強需要在核能之外尋找一個新的研究方向。

從能源的角度出發,毛宗強經過三個月夜以繼日的調研,查閱大量文獻資料,最后確定氫能應該是未來能源的方向。于是,毛宗強將氫能確定為自己的研究方向。

二十多年過去了,中國的氫能產業的發展與當時已大相徑庭;而毛宗強也成為了中國氫能產業的發展帶頭人之一。


專訪內容:

《能源》:您剛開始進入氫能行業時遇到了哪些困難?

毛宗強:中國有句老話,三十不學藝。我開始將氫能源作為自己的研究方向時已經47歲。但是面對組織要求,我還是毅然接受了任務。當時研究院很困難,啟動氫能研究的資金只有10萬元,還分為兩個項目,一個是固體氧化物燃料電池(SOFC),另一個就是質子交換膜燃料電池(PEMFC)。

兩個項目都是我建議設立的,當時我選擇了第二個項目,第一個項目由另一個教授負責。因為我之前一直從事的都是萃取工程在核化工方面的研究,而氫能研究與原來萃取的研究根本不搭邊,原料的萃取設備,分析儀器都派不上用場。經費只有5萬元,而且前面也沒有引路人,所以起始階段非常的困難。

后來克服了很多資金和研究上的困難,自己動手也搭起燃料電池測試平臺,開展實驗,來訪的德國專家大為驚訝。這位專家回國后為我爭取到短期訪問的名額。1997年,我作為訪問學者赴德國卡爾斯魯厄(Karlsruhe)研究中心做為期三個月的訪問學者。

當時卡爾斯魯厄中心已經研究質子交換膜燃料電池多年,進展不大,決定下馬。在我訪問學者結束后,項目負責人也要退休,所以卡爾斯魯厄研究中心就把絕大部分設備和資料都給了清華大學。我用德國發給訪問學者的津貼,將這些舊設備當做寶貝運回中國。為了節省經費,自己當搬運工,請卡爾斯魯厄中心的叉車司機幫忙,將設備和資料裝滿集裝箱。這些物資在我的初期燃料電池試驗起了很大的作用。

在2000年,有關氫能國家的973重大基礎科研項目設立,我和中科院金屬所成會明研究院共同擔任這一項目的首席科學家。后來還陸續做了一些工作,業內還比較承認。氫能與燃料電池的發展幾起幾伏,不少人在高潮時加入,低潮時轉行。我是經過認真調查,分析與思考才選定氫能與燃料電池的,所以不論氫能潮起潮落,我一直走到現在。

所以,進入氫能行業是一個歷史的際遇,堅持氫能則是個人對自己判斷,預見的堅持。今天,看到越來越多的國家重視氫能,我國的氫能也得到越來越多的地方政府,企業和資本的青睞,心里倍感欣慰。

 

《能源》:作為國際氫能協會副主席,您認為現在國際上對于氫能發展態度是怎樣的?

毛宗強:國際氫能發展方面。由于美國特朗普支持煤炭、石油、天然氣等傳統能源,因此對于氫能并不支持,但是日本、韓國、德國以及美國的不少州都十分支持氫能發展。

尤其是日本和韓國,國家最高領導人都明確表達了支持的的態度,日本現任首相安倍晉三以及前首相小泉純一郎都曾明確表態支持氫能發展;而韓國總統文在寅前不久也專門針對氫能發展發表了演講。

目前,國內氫能發展的形勢已經是熱火朝天,各大央企都是紛紛介入,地方也有很多規劃。但是還沒有如日本、韓國那般提到國家領導人的高度,中國也需要深入的討論一下,是否要將氫能作為一個國家的戰略。

 

《能源》:從全球來看,您認為引發國際上和中國氫能發展熱潮的原因有哪些?

毛宗強:在國際上,包括日本、韓國和中國在內,為什么要發展氫能?原因有很多,但是我認為最主要的有兩個原因,也就是能源安全和環境壓力。

能源安全方面。日本和韓國兩個國家的能源都依賴進口,日本主要依靠石油、煤炭進口,需要經過漫長的海上運輸,能源安全是一個大問題,所以他們認為必須要考慮另外一種能夠替代煤炭和石油、更安全的能源。

環境壓力方面。由于煤炭和石油使用都會排放二氧化碳,而在《巴黎協定》簽訂之后,二氧化碳減排壓力越來越大,全球溫度上升需要控制在1.5°C,而非此前確定的2°C。

日本針對二氧化碳減排提出過好多方案,2008年提出“冷卻地球”計劃,總結出21個技術,認為日本如果利用這21個技術,那么日本2050年的碳排放會相當于其2005年的水平,而且經濟還會發展。這21個技術中有五六個都直接與氫有關,所以氫在碳減排中起著非常大的作用。

而對于中國,在能源安全方面相比日韓會好一些,煤炭資源豐富,但是石油、天然氣的對外依存度同樣很高,這一點和日韓相似。顯然中國也面臨能源安全的問題,同時承受著大量用傳統的化石燃料所帶來二氧化碳排放壓力。

據報道,英國已經關閉最后一座煤礦,德國也宣布于2038年關閉燃煤電廠。我國能源組成中,煤炭體量巨大,不可能一下子都去掉,但是如果決定發展氫能,必須有一個清晰的頂層設計,怎么有步驟地去實現這個轉變,而不是沒有計劃的做到哪兒算哪兒。

 

《能源》:目前,國內氫能發展聚焦于氫燃料電池汽車,您認為未來的氫能發展應該是怎樣的?

毛宗強:目前國內氫能發展聚焦于氫燃料電池汽車,是因為國家政策支持力度大,補貼還沒有退坡。

但是我想需要全面發展氫能,和氫能的各種應用相比,氫能在交通的應用占比不到30%,60%-70%的氫都要應用在其他地方,比如說氫能發電、建筑供暖、工業用高品位熱源、化工原料等。

目前,可再生能源發電量越來越大,但是由于其不穩定,電網是以煤電基礎來接納可再生電量。如果將來要削減煤電,可以用氫來發電,代替煤電成為電網穩定的基礎。

據國際上的測算,到2050年時,大概15%左右的氫能要用到發電上,日本已經在開展超大功率的氫能源燃氣輪機發電的工作。

還有就是建筑用熱電聯供,日本也做了很多,而我們國家基本還沒有。

未來的氫能發展應該是全面的,不僅僅是目前聚焦的氫能交通,而是包括氫全方位應用的氫經濟,進而發展到包括氫醫學在內的氫社會。

 

《能源》:在技術方面,中國無疑和國外先進水平仍有差距,您怎么看這種差距?

毛宗強:我認為中國氫能雖然逐漸被大家認可和支持,但是畢竟要有個階段,如果一開始便是很高的標準,便很難起步和推廣。

比如說國內最起碼已經有了氫燃料電池的大巴和卡車,35MPa的加氫站也可以使用,不能直接與日本70MPa應用于燃料電池小轎車上的水平相比較,國內現在還沒發展到小車的階段。但以后肯定會朝這方面發展。

目前,我國氫能和國外相比,有不少差距,但總的來說是正朝縮小差距的趨勢發展。

 

《能源》:關于氫能標準,您也做了許多工作,您能介紹一下這塊的情況和問題嗎?

毛宗強:我們在2008年之前便一直在做標準,后來在2008年成立了中國標準化委員會氫能技術專業委員會,代號SAC/TC309,對標國際標準化組織氫能技術委員會,代號ISO/TC197。我作為發展中國家代表,擔任ISO/TC197副主席近三屆,2018年底卸任,現由年輕的中國專家繼任。

到目前為止,在國內多個不同領域標委會的努力下,全國性的氫能標準已經做了七八十項,但是還不能夠滿足氫能發展的要求。我個人認為應該大力促進國家標準

制定標準本身的目的就是為了產品、技術流通,但是目前每個標委會每年只有幾項國家標準的額度,比如每年國家給氫能標委會的編寫標準五項左右,然后形成五個標準,但氫能每年實際上有很大的需求,不止這五個,現在為了控制數量,人為地壓制國家標準的數量。

現在放開地方標準或者企業標準的制定,但是我個人有疑問,我覺得國家應該抓的是國家標準的質量,應該放手的是國家標準的數量,應該鼓勵的是中國標準進入國際標準。用制定地方或者企業標準代替國家標準的缺失,是不科學的。

 

《能源》:對于國內氫能發展,您有哪些建議?

毛宗強:國內氫能下一步發展,第一個建議就是需要設立專門的政府管理機構,有專門的官員來專職負責氫能。

到目前為止,中國還沒有專門的機構和官員負責氫能,都是代管。在美國能源部,它下面便有專門的氫能與燃料電池辦公室負責全國氫能的管理,辦公室有30多個工作人員,美國能源部網上公布聯系方式,誰負責什么,比如氫氣制備、燃料電池、氫在軍事上的應用、國際關系等等都很明確,一目了然。

在日本,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)為日本最大的公立研究開發管理機構,承擔著日本的一部分經濟產業行政業務,主要目標是負責解決能源和環境問題;以及促進科技產品的轉化。其下面有專門的機構負責氫能的項目設計、招標和驗收等工作。

雖然我們成立了若干聯盟,像比較重要的便是2018年2月份國家能源集團牽頭成立的中國氫能聯盟。但是聯盟畢竟是個聯盟,無法發揮政府的領導作用,只能起到行業自律作用。

第二個建議就是要合理規劃氫能頂層設計,全國氫能雖然熱火朝天,但是沒有全國統一規劃,就會低水平重復,低品質競爭,影響我國氫能進步。現在不少地方政府如上海、蘇州、佛山等地都推出地區規劃,只是好事情。要是有全國性的氫能規劃,那就更好了。

第三個建議就是加強氫能科普,讓更多的官員和公眾了解氫能,認識氫能,就會避免因對氫能的無端恐懼和缺乏了解而將氫氣劃到危險化學品類別,而不是像天然氣一樣歸于能源氣體。
 

所屬類別: 中氫新聞

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