近几年来随着学校学科的生长和新的需求，尤其是在绿电绿氢方面有一些思索，今天带来这样一个问题供品评指正。

作为我们国家来讲，从去年最先麋集安排了在“双碳”方面的坚定生长偏向，包括了政治、经济、文化。碳达峰很容易明确，我们国家到2030年二氧化碳排放抵达最高值，这个很明确，可是碳中和它是一个综合看法，它内里用的不是完全的一个二氧化碳，而是一个温室气体。关于我们来讲，除了我们直接关注的二氧化碳之外，甲烷、氧化亚氮、含氟化合物，都是很是著名的温室气体。

别的且不说，甲烷跟我们能源行业亲近相关，随着我们能源结构的调解，我们对甲烷的用量或者自然气的用量会大大增添，这个历程中甲烷不可阻止会有一些排放。未来碳中和，我们不但要中和100多亿吨的二氧化碳，还必需去关注甲烷的排放和网络。若是各人关注的话，今年10月份我们国家已经加入了国际甲烷组织，主要关注未来甲烷在温室气体中的作用。

这些数据枚举了我们经济生长、能源消耗强度、能源消耗结构以及二氧化碳排放和强度几方面的数字。这些数据许多，我只是想从这些数字的背后，看看能不可做一些剖析和判断，这个剖析和判断是对未来我们对国家能源结构性调解的转变、对二氧化碳的一些处置惩罚，以及我们怎样通过氢和电可以交流来改变这些结构，来做一些基天职析。

我们把这个表剖析一下，通过这些数字可以看出一些我们自己的明确，但纷歧定准确，由于我们不可脱离了国民经济生长，追求人民生涯水平的日益优美来谈“双碳”。这就是为什么我们一方面在大谈“双碳”，可是国家向导层已经特殊提到，我们也不可搞“双碳运动”，那是由于我们第一个判断“双碳”的主要条件，照旧经济生长。这两组数字告诉我们，在我们的经济社会生长历程中，尤其关于我们一个生长中国家，我们必定要坚持较高的经济生长速率或者说GDP的增添率不可很快地降到一定的数值。虽然，我们随着基数的增添会逐步放缓，可是我们仍然要有5%左右的GDP增添。

各人知道，推动GDP增添的内动力或者说一个主要的动力就是能源，这是一个必定的关联关系。从这个意义讲，不管我们用什么能源，经济生长的条件就是要消耗能源，因此我们能源总量的消耗是不可逆转的。在未来5到10年，我们每年折算成标煤的话，每年尚有1亿吨标煤的增量，也就是说在达峰之前甚至达峰以后能源消耗总量速率并不会放缓。

这里谈到一个很敏感的话题，就是我们的“双控”，这也许凌驾一个学术或者手艺层面，它是综合的。着实“双控”对能源消耗总和、能源消耗强度的控制，从“双碳”目的来讲我们必需关注，可是这个条件一定是天下“一盘棋”，不可简朴区域化、企业化，随处“一刀切”，切完了以后不可就给你拉闸限电或者一周给你几天、一周几小时，这种简朴的做法跟我们许多大规模一连化运行的流程工业不相配，由于我们的流程工业就是要稳固。

第二个判断，氢能一定是未来，可是它还需要一定的沉淀、需要一定的积淀。这个积淀和诱导的历程中，我们为实现“双碳”目的最直接可以做的就是节能减排。现在任何一个大的能耗历程或者二氧化碳排放大户，都是流程工业为主，这个历程中，各人看这个能源消耗强度的下降幅度，在未来10年还要坚持跟现在一样，百分之十几的下降速率。这个历程中，我们必定要使用种种可能的手段，无论是纯手艺、纯装备，照旧治理来实现节能减排，这是我们目今第一步最直接的选择或者最容易做到的。

我是搞化工的，我们也归纳了一下，关于任何一个从事有可能跟能耗和二氧化碳相关的企业，我以为只要有可能，都要通过我们的焦点装备、质料、介质，甚至是一些外场手艺的协同，通过这些手段直接来实现节能减排，这是我们可能最现实或者最快捷的一种方法。

举一个例子，作为搞石油的，这是一个重大的系统，可是随着“双碳”的到来，石油从产品能源要往化学质料转移，从资源使用来讲我们要“吃干榨尽”，所有这些历程，包括我们未来面临的氢气、二氧化碳、中小分子都会涉及到这种小分子气体，而这在我们化工历程里是最头疼、最难的疏散需求。

这里有一篇美国人四五年前写的文章，改变天下未来的七大疏散手艺，其中有3项手艺都是跟我们这个系统相关，直接节能减排可能仍然是我们的主要法宝。

第三个判断，刚刚许多专家提到，碳达峰、碳中和是能源结构的根天性调解。这件事情对我们国家来讲尤为难题。这个数字的基本纪律和构架趋势不会有大的问题。在未来能耗每年还会增添的条件下，我们的能源结构是在拼命调解。例如说煤，现在占比刚刚不到60%，在未来5到10年仍然还会占到一半左右。这只是能源结构的比例。从绝对值看，近5年28亿吨左右险些没有变，只是到2030年之前可能会有小幅下降。

石油这么多年比例基本没有变，就是17%、18%，可是它的绝对值依然尚有上升空间，2030年至少抵达11亿吨左右
Ｉ杏凶匀黄，自然气在三个化石能源中应该是增添最快的，由于自然气是一个碳4个氢，比院士讲的氮氢3的氢含量还高，也是一个负氢的介质，只管尚有碳，但事实碳的含量较量低，以是它还会呈一定的上升，无论是相对值，照旧绝对值。从这个角度来讲，2030年三大化石能源仍然会占到75%，我们仰仗的非化石能源，像光伏、风电等清洁能源在结构内里是有快速增添，可是或许也执偾占到25%。

能源结构在调解，但我们可能未来10年，甚至更长时间都还要仰仗煤、油、气。在这一配景下，我们怎么思量氢能以及许多产品与手艺的结构
？这个条件和配景我们需要有充分的思量
；痪浠八，氢能现在处在一个生长的积累期，这个积累期可能还会一连一段时间。

第四个，二氧化碳的绝对排放值，或许到2030年在105亿吨左右。这么多的二氧化碳，我们在未来40年之内要找到解决计划。由于若是把110吨二氧化碳剖析来看，电力照旧最高，占到40%以上，加上工业差未几78%左右，由于交通和修建各占10%，这是各人较量公认的数据。这么大宗跟工业、电力相关的二氧化碳，我们怎么来处置惩罚
？若是再剖析一下，工业的37吨，钢铁、化工等等我不睁开讲了。

针对这么大宗的二氧化碳，我们一定要找到出路。也有专家可能对它有差别的异议，可是我们在2030年以后要找到大规模使用二氧化碳的方法。这里有两大类计划，一个是物理要领，我们可以驱油，可以埋在岩水层，虽然，不管有多大争议，这肯定是一个最直接的手段。同时，种种化学使用二氧化碳加氢都可以大显身手，可是谁人量对消除这几十亿吨二氧化碳来讲，那是杯水车薪。虽然，再小也是孝顺，种种化学使用二氧化碳的产品和历程都会获得足够的重视。

这里尚有一个二氧化碳的排放强度，我适才重复强调，我们经济只要生长，就需要能量，可是我们的能量结构可以调解。这个历程中靠什么调解
？就是要靠未来绿电和由绿电和绿氢组成的二次能源的主要的互联网，来为减排二氧化碳做出孝顺。同样消耗能量，我用的是绿电和绿氢，而不是古板的化石能源。

今天主题是氢，我主要讲一下以氢为主的一些明确。氢气作为能源有许多的利益，我想在这里声明一下，氢气作为能源，是一个很是古老的工具，不是一个新工具。我们石油化工在七八十年前鼎力大举生长催化加氢历程，就是把氢气加到汽油、柴油、煤油内里去，抵达一定的氢碳比和氢含量，来知足汽油发念头、柴油发念头、航空发念头的要求，它不是一种制氢、加氢和用氢吗
？

这个历程包括了制氢、储氢、化学储氢、用氢全有，只是用的不是燃料电池，用的是汽油发念头、柴油发念头，到现在依然这样。从这个来讲，氢气作为一种能源加到化学品、加到油品，已经七八十年，若是追溯到德国煤加氢都快100年了。可是今天我想说的，跟燃料电池相关的氢工业链可能是我们更应该关注的。

这个图是我在香港上市的一个公司，跟日本株式会社旗下一个专门做燃料电池电池的机构相助，“吐血”画了这一张图，以燃料电池为焦点，对氢能工业链做了一个归纳。左上角种种制氢、储氢、运氢，到最直接的加氢站，最后焦点的是以燃料电池系统为主的工业链到种种应用场景。

这里特殊标注了一些，在我们国家有很好的积累，可是许多还只处在一些树模，甚至是刚刚研发的阶段。标注红色的现在险些依赖入口，稍微淡一点的是小规模生产，可是性能差别还较量大
；埔坏愕目梢孕」婺Ｉ⒂τ。蓝色的和绿色的意味着我们已经跟国际上没有什么差别。

基于这样一个说明，我把这个图稍微剖析一下。左上角适才许多院士提到，我不睁开讲了。各人很是熟悉的四大制氢手艺，无论是古板的化石能源制氢，照旧产副产氢、电解水制氢、生物制氢，都是较量淡的颜色，也就是说我们都有响应的手艺，马上可用，只不过电解水制氢可能需要实验大规模一连化运行，事实现在我们许多树模工程跟我们工业上两三万万吨用氢规模相比，尚有很大的差别。

储氢和运氢适才院士也讲过，我不重复了，最后直接到加氢站，差别规模加氢站的投资可能有一些差别。跟加氢站相关的许多装备并不完全可靠，氢气压缩和加注装备、高压储氢装备、制氢装备等方面我们有一些质料和要害装备还依赖入口。从这个角度来说，不是简朴制氢和加氢站方面都完全自主，这方面我们尚有弱项，尚有进一步提高的地方。

再一个是燃料电池系统。这里边尚有一系列的辅助系统，包括供氢子系统、氢气循环泵、空压机、控制系统等等，其中有部别离艺我们没有掌握。没有全链条的掌握，导致我们在氢气循环泵、控制系统、标准化系统方面和别人有一些差别。

燃料电池堆差别就更大一些。很兴奋今天听到我们在燃料电池堆，焦点膜电极、双极板、质子交流膜、催化剂等方面都有很大的希望。虽然我们在这些方面不需要依赖入口，但这些焦点的质料、装备还需要继续攻关，由于我们尚有差别。

燃料电池不但可以应用在通例的交通领域，还可以用在工程应用，包括特种工程车辆、无人机，尚有漫衍式发电和热电联供系统等等。总体来讲，以燃料电池为主的氢能工业链还任重道远。

氢能需要一准时间的生长
？凸劾此，在短期内我们还不可完全寄托在全绿氢上，纵然美国也没有纯绿氢。2025年是仰仗中东和沙特，中东自然气较量自制，以自然气制氢为主+CCUS，可以把每公斤氢降到1.2美元，同时借助已有的油气田、气田大规模封存二氧化碳。

我国的煤制氢依然会一连一段时间，事实我们的能源结构所带来对煤的惯性依赖还很大，煤制氢+CCUS是我们短时间内解决快速增添的用氢需求的途径。从久远来看，我们可能照旧会选择电解水制氢。

不管怎么说，2060年我们要实现碳中和，没有氢是不可的。我的预计较量守旧，到2050年我们氢能可以占到10%以上，工业链产值会凌驾10万亿，其中包括加氢站、燃料电池、牢靠式电源/电站。

我们很关注绿电和绿氢怎么快速重构以化石燃料为主的能源结构，接下来我简朴汇报一下几个希望。

第一个是冶金。这么多年来，我们炼钢照旧用较量古板的长流程。但现在的趋势是以电弧炉和轻机关联体为主的短流程，这个工艺在欧盟和美国已经凌驾了50%以上，以是我们又落伍了一大步。若是把长流程酿成短流程，我们可以减排二氧化碳70%以上。使用炼钢等化工历程的一些附产气体，通过化学化工的催化变换，把内里的二氧化碳、甲烷转化成一氧化碳和氢，使用一氧化碳和氢替换古板炼钢用的胶。预处置惩罚、催化反应，酿成还原气等基本都是化工历程，把古板的炼钢酿成准化工历程，这样可以大大地减排二氧化碳。

使用这个手艺，我们已经在陕西组建起来一个30万吨的清洁还原铁，并且已经投产，现在正在试运行。这里最焦点的一步，就是把许多种种附产气通过化工转换酿成还原气替换胶，其中的焦点反应就是，把一氧化碳和氢内里的氮和氢用掉，来供炼钢。

第二个是古板石油化工。石油化工也有一些历程，好比很主要的历程是蒸汽电解生产3C，这是我们现在放量最快的。古板的历程都是靠加热炉，靠烧自然气、烧油，然后每吨产品或许需要烧半吨多的化石燃料，最后都酿成二氧化碳。若是在电价合理的条件下，用绿电来替换这些化石燃料，就可以大大减排。这是有可能的，可是需要一个大的突破，就是把古板的加热炉酿成新的电磁供热。电磁供热是一种快速传感方法，需要一些要害的装备和催化剂实现，对古板的历程举行重构。我们得出的起源效果显示，耗电量或许1000—1500度，照旧较量喜人的。现在我们在做一个1万吨树模装置，若是可行，这将是一个新的蹊径。

最后一点就是煤化工。合成氨是一个主要的古板化工历程。古板合成氨都是用煤、石油气，最后酿成一氧化碳和氢，使用内里的氢最后去做氨。我们现在提出来用电、水和烟气来突破这个历程。光伏发电、电解水制氢，烟气通过变压气负疏散，疏散为氮气和二氧化碳，氢气加氮酿成合成氨，氨加二氧化碳酿成尿素。适才提到，氨也可以作为一个高含氢的能源，虽然这个可能需要思量氮加氢反应是一个高能耗历程，由于氮和氢的连系很难。反过来氮和氢燃烧的时间再把它放出来也很难，由于这个历程需要算一个能量平衡的总账。我们在宁夏宁东基地建一个1万吨的电氢氨树模装置，想把这个工艺流程买通，要害就是电解水制氢加上电氨，最厥后做绿色尿素，这样不但历程没有二氧化碳排放，我们还消耗二氧化碳，生产尿素酿成了一个绿色的二氧化碳转化使用的一个历程。