中國為什么要發(fā)展氫能？中國怎么發(fā)展氫能源？中國汽車行業(yè)怎么推進(jìn)氫燃料汽車？2019年5月6日，國際氫能協(xié)會副主席、清華大學(xué)教授毛宗強(qiáng)在2019年5月6日舉辦的“第四屆中國國際氫能與燃料電池技術(shù)應(yīng)用展覽暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會”上做了主題為“中國為什么要發(fā)展氫能”的主題演講，以下為演講實錄。

各位領(lǐng)導(dǎo)、各位代表下午好！很榮幸有機(jī)會在這個大會上向大家報告一下，我報告的題目就是中國為什么要發(fā)展氫能。

現(xiàn)在大家很奇怪，氫能發(fā)展的比較惹火，怎么今天還提這個問題，咱們做氫能一定要知道自己的出發(fā)點，所以我每次還是先講一下，剛才我是國際氫能協(xié)會的副主席，國際氫能協(xié)會是世界性的氫能組織，是1974年成立的，當(dāng)時為什么成立，就是因為1973年阿拉伯國家對發(fā)達(dá)國家進(jìn)行石油禁令，引起了西方一片混亂，所以西方科學(xué)家就設(shè)想拿什么替代石油，就考慮到用氫替代石油。現(xiàn)在的主席是美國普渡大學(xué)的教授，每年都頒獎，逢雙年開世界氫能大會，單年開世界氫能技術(shù)大會，剛才講到了我們爭取到了2023年在中國召開世界氫能技術(shù)大會，這是來之不易的。每兩年發(fā)一次獎，最早我得了一個獎，萬鋼主席也得過獎，上汽也得過獎。

我今天講四個方面，一個從氫能的能力來看為什么發(fā)展氫能。第二就是要看氫能的儲運(yùn)、制備。第三氫能的應(yīng)用，最后回答幾個問題，也是個人的看法。

氫能的倫理，氫能原子量1.0008，現(xiàn)在被美國政府利用了，美國政府宣布在美國10月8號就是美國的氫能日，這已經(jīng)通過美國官方的認(rèn)證。為什么談倫理呢，就是研究開發(fā)利用氫能的行為準(zhǔn)則，核心就是以自然為本，要可持續(xù)的發(fā)展。這個倫理本來講的是人倫之道，是講人之間的規(guī)則，但現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展變化了，能源的倫理也很多年了，最早是2004年就有外國專家提出來這個事情，2005、2007年都有發(fā)表文章。這個倫理從傳統(tǒng)的倫理學(xué)，最初人的血緣關(guān)系發(fā)展到人的關(guān)系，擴(kuò)大到種族，國家，以及全人類的倫理，但是可持續(xù)的倫理學(xué)把這個權(quán)利和關(guān)系擴(kuò)大到非人類，到自然界，所以對能源來講也有一個倫理的問題。氫能的倫理就是要發(fā)展氫能應(yīng)該遵循的各種道德準(zhǔn)則，簡單講就是必須要可持續(xù)，所以我們講無碳都是這個問題。氫能倫理應(yīng)該是能源倫理的一部分。

這是氫能的生命周期，大家要知道。第三個是氫能，氫能是從水跟其他的一次能源就是得到氫能，氫能是二次能源，它需要一次能源制造，它可以作為能源使用，作為化工原料使用，不管怎么使用最后氫又變成水，這是一個循環(huán)。所以氫從可再生資源得到電再得到氫，這個符合我們可持續(xù)發(fā)展，就是符合氫能的倫理。所以有水就有氫，水來源廣，和平能源。水占了地球表面的72%，所以水就是氫礦，因為水覆蓋的表面非常廣，不像石油就集中在一個地方，在這種情況下，我們把水或者氫叫做和平能源，不至于打仗。另外氫的用途很多，可電、可熱，可交通燃料。氫氣可大規(guī)模儲存，電很難儲存，現(xiàn)在最好的方法就是儲能電站，但是受到地理條件的限制。另外氫能的能量密度也是比較高。

這個是2015年IEA的報告，能源分了三個層次，一個是熱能，電能，還有一個是交通燃料，現(xiàn)有的能源并不足以全覆蓋，只有石油可以提供電、熱、燃料，煤只能提供電和熱，但是當(dāng)氫出現(xiàn)以后，氫就可以起到三個作用，又可以發(fā)電，又可以發(fā)熱，還可以作為交通燃料使用及所以氫能是多用途的。

這是世界能源發(fā)展的歷史，這個圖很經(jīng)典，橫坐標(biāo)是年代，縱坐標(biāo)是世界能源的比例。在工業(yè)革命1960年的時候，當(dāng)時世界主要能源是柴火占了80%，煤炭占了20%，但是到了1930年代，柴火已經(jīng)迅速下降，原因有兩條，第一量跟不上，第二能量密度不夠，然后煤炭迅速崛起，到現(xiàn)在是石油、天然氣時代，黃的是我們正在走的可再生能源時代?？梢杂袔讉€變化，能源發(fā)展的歷史看出來碳是越來越少，而氫是越來越多，到了石油，就是兩個氫一個碳，到了天然氣就是四個氫一個碳，所以氫是越來越多的，將來如果到了氫時代，這個氫是無窮的了，沒有碳了，這是一個歷史的發(fā)展過程。從能量密度來看，這是木材，三元，鋰電池，標(biāo)煤，原油，天然氣，氫氣，氫氣是所有能源里質(zhì)量能源比最高的一個，氫可以達(dá)到143，鋰電池能量密度只有1.08左右，非常低，所以鋰電池是氫的130分之一，非常低。我個人看法，現(xiàn)在追求電動車長的續(xù)航里程很困難。

第二講講氫的制備和儲運(yùn)。我給大家看一張圖，中間是氫氣，氫氣和電可呼喚，電解水可以得到氫，氫可以通過燃料電池發(fā)電，電一次可再生資源，就是風(fēng)能、海洋能、水能、地?zé)崮?，這些能源只能發(fā)電，這些電可變成氫。還有太陽能和核能，生物質(zhì)能都可以產(chǎn)生清楚，媒、石油、天然氣可以生成柴油、汽油、醇類，所以氫的制造方法多種多樣，只要有水，都能制造氫，所以氫是和平能源，別人是無法卡你的。

談?wù)剼淠艿膫惱?，剛才講了各種各樣的制氫方法，我們的目標(biāo)就是搞無碳?xì)?，太陽氫，我?010年出了一本書，無碳能源太陽氫，就是由太陽產(chǎn)生可再生資源就可以得到氫和電，氫和電是我們未來能源主要的兩個支柱。氫的儲存，以前講有三種，今天我特別講到第四種，第一就是氣態(tài)，第二就是液氫，把冷卻到負(fù)253度，第三個就是固體的。第四個就是我們需要建立大規(guī)模長期的儲存能量，轉(zhuǎn)換成氨，甲醇等長期、大規(guī)模儲存，儲量時間非常長，能量也非常大。這是國際研究的結(jié)果，縱坐標(biāo)是儲存能量的功率，從兆瓦到GW，橫坐標(biāo)是時間，分鐘到小時到天到星期到月，各種各樣的儲存，電池儲氫是天級的，壓縮氫氣可以儲存星期，也是一百找萬左右，蓄水電站可以儲一兩個星期左右，GW級的，但是氫是黃色的，非常廣，可以儲存一兩個月都可以，而且儲存是GW級的，很大規(guī)模，這個對于國家來講非常非常重要。再講運(yùn)輸，車船運(yùn)或者管道運(yùn)輸，或者是海上運(yùn)輸，這個不細(xì)講。

第三方面講講氫能應(yīng)用，兩個方面，一個作為燃料，一個作用能源。作為燃料就是左邊往右邊走，氫可以做成合成氨、甲醇、二甲醚，煤制油，石油加氫精制等。作為能源來講就是燒，用在內(nèi)燃機(jī)，鍋爐，窯爐，內(nèi)燃機(jī)都可以，還有就是燃料電池，涉及到點化學(xué)方法，直接發(fā)電得到了電和熱。氫能的用途非常多，我們看到的交通，看到氫氣的車僅僅是一部分，這個圖是世界能源委員會預(yù)測的，到2050年氫能的情況，估計是全世界能源的18%由氫提供，氫用來第一發(fā)電，這是大規(guī)模發(fā)電，占11%，用在交通方面，包括現(xiàn)在的車，將來的船甚至飛機(jī)，僅僅占28.6%，到了工業(yè)能源占20.8%，建筑商占14.3%，化工原料也是一個重要的出路，占24.7%，所以氫的用途多種多樣，因為現(xiàn)在關(guān)注燃料電池，關(guān)注交通，這還是可以理解的，但是思路一定要廣。氫在減排的路上，氫起非常大的作用，第一個就是用氫電代替煤電，現(xiàn)在可再生資源能夠上網(wǎng)，就是煤電起了很大的作用，將來減少每天就需要把氫提上去。第二就是氫燃料電池分布式發(fā)電，保障電力安全。PTG、PTX吸納更多的可再生資源電力。氫能代替交通領(lǐng)域的化石燃料。氫能為建筑物提供熱電聯(lián)供，氫氣代替焦炭煉鐵，直接與CO2反應(yīng)，生成穩(wěn)定的碳?xì)浠衔?。這是燃料電池的應(yīng)用，從1W到百W到千W，這個圖深都可以看到有樣品，甚至有商品。比如舉個例子，最后面那個特種，大家知道常規(guī)特種還是用柴油做動力，現(xiàn)在燃料電池也作為備用電力，這個燃料電池就是現(xiàn)在用的燃料電池，它工作溫度只有80度，一點聲音也沒有，在海洋幾十米甚至上百米的水下根本探測不出來，所以已經(jīng)商業(yè)化，德國已經(jīng)做出來，并且出售。我們清華大學(xué)1993年開始做燃料電池，目前在催化劑、膜電極方面就是應(yīng)用。

最后就是回答一些問題，這樣是我自己的看法，一個問題，有人說燃料電池適合日本，因為日本是一個條，建一個加氫站就覆蓋一大片，我說這不是這樣，咱們現(xiàn)在有12萬個加油站，遍布了全國，并不是因為日本窄長適合燃料電池，中國同樣適合，氫能是普世性的。第二加氫站的數(shù)量和燃料電池的數(shù)量不是線性關(guān)系是指數(shù)的關(guān)系。將來發(fā)展下去，等車達(dá)到了千萬量級的時候，加氫站系統(tǒng)比加油站系統(tǒng)便宜，就是給這個數(shù)據(jù)。還有一個問題，氫燃料電池適合有錢的地方，是何人多的地方，我說不是，情是普適的，不僅僅是適合日本，另外氫的發(fā)展包括燃料電池是有階段的，中國也是先東后西，先南后北，先經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，再欠發(fā)達(dá)，是有一個過程的。

還有人講，氫需要一個支撐網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在石油已經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)了，還有必要投資這么大嗎？中國是這樣的情況，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)你必須跟上，氫能我剛才講了，氫能代表方向，這個已經(jīng)出來了，而且有人做出了樣板，比如日本做的很好，將來落后就很危險，雖然已經(jīng)有了燃油網(wǎng)絡(luò)，但是還是要朝氫能上走。

還有一個講的，氫發(fā)電繞來繞去的，從可再生資源發(fā)電制氫，氫再發(fā)電，整個效率只有30%，這個不太核算。我的回答是這樣，這個電，不同地方電價格不一樣，車上的電和電網(wǎng)的電是完全不同的事情，電網(wǎng)的電比較便宜，但是車上的電不一樣，現(xiàn)在我國是煤電為主，但是也在變化，發(fā)改委能源所在我們那作報講了2050年我們國家可再生資源電力占比達(dá)到83%，這么多電不穩(wěn)定怎么辦，就需要氫電代替電，所以氫發(fā)電雖然有效率的損耗，但是還是必須的。

另外還有人講，燃料電池目前還是需要鋰離子電池的，這個說的是對的，我們現(xiàn)在推動的燃料電池都是氫電混合，這里提到燃料電池和鋰離子電池的關(guān)系，我一直在各種場合講，它們的關(guān)系是兄弟關(guān)系，因為燃料電池和鋰離子電池有三個電子非常重要，一個是電極，這是一樣的，一個電控，還有一個是燃料電池，燃料電池車也用了一部分鋰離子電池，所以我覺得是兄弟關(guān)系。

還有一個說法，咱們是不是將來會被日本制約，我覺得這種擔(dān)心可以理解，咱們發(fā)展的晚一點，但是咱們發(fā)展的速度比較快，另外我國目前來看已經(jīng)具備了燃料電池商用車，主要是燃料電池大壩和燃料電池物流車，到目前為止是燃料電池商用車運(yùn)營最多的國家，大概近千輛車，下一步朝乘用車發(fā)展，我們采取又競爭又合作的辦法，不會受制于某個國家。

還有人提出來，馬斯克說過一句話，我覺得他說話代表個人意見，他說人不是神，智者千慮必比有一失。還有就是壓縮空氣，我引用了美國生物學(xué)者的意見，空氣壓縮機(jī)是轉(zhuǎn)化電能效率最低的機(jī)器之一，所以整個系統(tǒng)建了以后自然而然氫能就來了。

還有一個，加氫快，電池車加的慢，但是電池車充電站很多就可以克服這個缺點，我說這是兩個不同的概念，充電樁數(shù)量跟充電時間和充氣時間是兩個概念，充氣時間少，燃料電池符合汽油車的習(xí)慣，這是非常重要的。在高速公路服務(wù)區(qū)不可能建很多的充電樁，那么多車到了，充半個小時就受不了，快速加氣就可以解決很多問題。

還有人提出來燃料電池易燃易爆，所以如果把燃料電池車放到地下車庫根本不行。我說這個問題提的對，因為過去沒有把燃料電池車放到地庫，所以地庫的設(shè)計并不符合燃料電池車的存放標(biāo)準(zhǔn)，實際國家有標(biāo)準(zhǔn)的，只要增加換氣的次數(shù)，地下車庫放停燃料電池車是照樣可以的。而且將來地下車庫的空氣換多了更好，就憑這一條燃料電池車無法推廣，不是這樣的。

還有一個講到成本，覺得燃料電池，日本的車是一立方米氫氣跑五公里，就變成一塊錢一公里，而燃料電池比較貴，是不是，但我覺得是這樣，它的數(shù)據(jù)是有問題的，日本的車差不多1立方米氫氣跑10公里，這樣的話價錢就少下來了，另外氫價錢也是不斷下降，現(xiàn)在是5000日元一公斤，將來會進(jìn)一步降低到3000。還有一個，價格不是唯一的目標(biāo)，騎自行車就不用能源了，騎自行車跑的比較近，而且不太舒適，不太方便，所以價格是次要的標(biāo)準(zhǔn)。

還有一個問題，燃料電池目前成熟度比較低，國家已經(jīng)支持了鋰離子電池，為什么還要支持燃料電池，燃料電池是不是騙補(bǔ)，我說不是這樣，現(xiàn)有的電動車如果跟現(xiàn)有的汽油車PK的話，現(xiàn)有的電池車不能戰(zhàn)勝汽油車，一個是續(xù)航里程，一個就是充電時間。而燃料電池車可以萬勝汽油車，如果這么好的話肯定要做，雖然我們已經(jīng)做了鋰離子電池車，但是現(xiàn)在氫能車也要做，我認(rèn)為氫能車和燃料電池車是兄弟關(guān)系，雖然氫能車出道晚一點，將來畢竟后來居上。

還有人講這個事情國家支持，民企就不要參加了，只有1%希望也要做，企業(yè)不要做了。我想用萬鋼副主席的一句話，有時候我的朋友說，現(xiàn)在的燃料電池是叫好不叫座，這正是一個發(fā)展機(jī)遇，叫座了可能你就沒座了，民企現(xiàn)在是進(jìn)入燃料電池競爭的時機(jī)。

還有一篇文章講了，現(xiàn)在搞純電動車了，搞燃料電池是不是有沉默成本。我剛才說了，這兩者是兄弟關(guān)系，很多地方可以用的。第二科技不斷進(jìn)步，既然發(fā)現(xiàn)氫能有它的優(yōu)點，該換的還是要換，是這樣的。

最后一個，清華大學(xué)科學(xué)史系主任講，拷問電動車的電從哪里了，提出要重視能源理論，所以我今天也提出來氫能倫理的問題，我在2010年出過一本書《無碳能源太陽氫》，講的氫能的發(fā)展歷程，發(fā)展方向從現(xiàn)在的化石能源發(fā)展到將來的可再生資源。這今天我今天所有的報告，謝謝大家。

最后，祝大會成功，祝在座的各位身體健康。謝謝大家。