
对话绿色金融|毛宗强
本期对话特邀清华大学核能与新能源技术研究院责任教授毛宗强就中国氢能产业未来发展前景、可能面临的技术与商业化挑战、绿氢领域的国际合作等热点议题分享洞见。

毛宗强 清华大学核能与新能源技术研究院责任教授、博士生导师 国际氢能协会(IAHE)副主席
毛宗强,清华大学核能与新能源技术研究院责任教授、博士生导师,现任国际氢能协会(IAHE)副主席。毛宗强自1970年起一直在清华大学核研究院从事化学工程有关的科研工作,1993年起研究氢能与燃料电池,1998起研究工作扩展到纳米碳储氢、新型制氢方法和氢能经济与安全、氢能标准、氢能战略等与氢能有关课题。2000-2005年期间为中国第一个国家973氢能项目的首席科学家。毛宗强已在国内外著名刊物及会议发表160余篇文章,申请多项专利,并出版多本氢能相关书籍。
毛宗强本科、硕士均毕业于清华大学,并拥有英国布拉德福德大学(University of Bradford)博士学位。
2022 年 3 月,国家发改委、能源局正式发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》,明确了氢能产业各阶段的目标。您如何看待中国氢能产业未来的发展方向与规模?您认为还应配套出台哪些政策推动绿氢行业的发展? 毛宗强:中国是当今世界制氢第一大国,根据中国氢能联盟统计,2022年,中国氢气生产量达到3781万吨,同时消费量达到3533万吨。但需指出的是,中国生产的氢气绝大部分来自于化石能源制氢,也即灰氢,而由可再生能源制氢(即绿氢)的占比非常低。在应用方面,化工领域消费量占比高达80.8%,其中甲醇(925万吨,26.2%)、合成氨(1107万吨,31.3%)氢气消费量合计占据总量的半壁江山;其他石化工合计消费823吨,占比23.3%。未来,中国将继续保持世界制氢第一大国和世界第一用氢大国的地位,到2060年,中国年制氢规模将达到1.3亿吨以上。在双碳目标的战略框架下,中国氢气生产必然要从灰氢走向蓝氢和绿氢,其中可再生能源电解水制氢将成为主流制氢方式。在氢气消费方面,将由工业原料扩展到能源载体,且能源载体的作用将越来越明显。
为降低氢能的应用成本,促进绿氢产业发展,需要制定一系列政策。
我以为还应配套出台一系列政策推动绿氢行业的发展。例如:为促进绿氢产业发展,未来应注意发挥碳排放权交易市场、碳税等政策工具的作用,出台政策促进绿氢与碳排放权交易市场的融合。同时应出台相关的财政税收政策,推动先进绿氢制备技术的发展和产业化。其次,需要一系列政策降低氢能应用成本。例如氢气作为能源管理而不是危化品管理的政策,允许制氢、加氢、储氢一体化的管理政策,第三方技术评估以避免盲目投资的政策,等等。 您认为氢能在中国“双碳”目标背景下的定位是什么?氢能在哪些领域将发挥关键的作用并有着规模发展的前景?
毛宗强:在中国“双碳”目标背景下,氢能的定位是实现能源系统脱碳化发展的必由之路,且在电力系统无法实现的难减排领域发挥关键作用。未来氢能应用将由当前以化工行业为主逐渐扩展到钢铁冶金、工业供热、交通运输、新型电力系统、储能、民用供热、供电以及氢农业、氢医疗等领域。在这些领域中,钢铁冶金、工业供热、新型电力系统、储能及民用领域都有很大的发展前景。中国当前的二氧化碳CO₂排放构成中,大致为火电占45%,钢铁冶金占18%,煤化工占13%,石油化工占6%,水泥占12%,其他排放占2%左右。 未来实现减排,主要电力将由风光发电替代煤炭发电,保持电网稳定性的调峰电站将由煤电转变为氢能发电。在钢铁冶金领域,将由绿氢替代焦炭,实现氢能冶炼。在煤化工领域,将由绿氢替代煤制氢,实现绿氢煤化工。在石油化工领域,将由绿氢替代灰氢,实现绿氢炼化。在水泥领域,将由绿氢替代煤炭,实现高温供热。在这些领域,氢能都将发挥其独特的作用,并具有规模化发展前景。 中国氢能依然面临着关键技术有待突破、产业化能力有待培育等诸多挑战。您认为中国氢能产业发展的技术壁垒及规模商业化的挑战是什么?
毛宗强:目前氢能产业发展不存在统一模式和标准的解决方案。当前技术创新核心环节是氢燃料电池动力以及电解水制氢装置,需要率先实现突破。同时,氢储运是氢能产业发展的难点,需要有革命性突破。而现阶段,要根据市场需求选择适合的氢储运技术路线。现在社会已经认识到氢能具有极高的战略价值,由此催生了氢能产业的发展浪潮,然而亟待开发的是氢能的商业价值,也即扩大氢能的市场。其源头是要实现绿氢制取的经济性,以绿氢制备的商业价值为源头推动,以多元化、商业化示范应用为龙头拉动,带动绿色氢能全产业链发展。同时中国氢能产业标准并不完善,还需要继续完善相关工作,这些因素都是氢能产业规模商业化的挑战。
近年来,世界上主要经济体都制定了绿氢的发展规划,并发起了与氢能相关的多边合作协议与倡议,例如清洁能源部长级氢能倡议(Clean Energy Ministerial Hydrogen Initiative)、欧盟清洁氢伙伴关系(Clean Hydrogen Partnership)等。您认为中国在绿氢领域国际合作的工作重点是什么? 毛宗强:我认为中国在绿氢领域国际合作的工作重点是合作共赢、在共同应对气候挑战中发挥氢能大国的中国担当。
中国应首先重视与氢能技术发达国家的合作,如日本、美国、加拿大、德国等,在标准制定、先进技术研发以及产业化推广方面,积极参与国际合作。当前,受地缘政治影响,中国科技领域受到国际社会多方面的打压,但是氢能领域是为数不多的可以进行国际合作的领域,应重视这一难得的机遇,积极与相关国际组织合作,推动中国氢能产业水平提升。发挥中国产业齐全的优势,向国际输出高性价比的氢能产品,加快世界氢能发展速度。
另外,应重视与发展中国家的合作,利用“一带一路”倡议、世界贸易组织(WTO)、区域全面经济伙伴关系协定(RCEP)等国际平台,推动与发展中国家的氢能深入合作。同时,还应重视中国对外氢能贸易,需要注意的是,氢能贸易并不仅仅指氢气贸易,氢基化合物如合成氨、合成甲醇等,氢能装备如电解槽、氢燃料电池车辆和船只、氢燃气轮机等都可以成为出口产品。未来应注意开拓国际市场,推动建立国际氢能贸易市场。 在日常生活中,您是如何践行绿色或可持续的生活方式?
毛宗强: 一句话:简约生活方式。
衣:得体即可,不追时髦;食:必定光盘;住:大众民居;行:能公交,不网约车;能合乘,不独坐。