可再生能源环境下的氢能交通

寂静回声

来自德国尤里希研究中心电化学过程工程研究所主任Detlef STOLTEN在如皋举行的FCVC 2019第四届国际氢能源大会上演讲时表示：我也希望能够给到大家下一个演讲嘉宾的介绍。我可能主要讲一下框架性的内容，以及为什么我们需要去使用氢？而且需要传输氢等等。



首先我们会讲一讲能源的转型，比如说你可以看到这是我们在欧洲可以使用到的一些内容。另外，你也可以看到，我们可以有比较廉价的可再生能源，我们可以预测这些内容，这里面包括煤，核能等等。你可以看到，有很多国家都能够做到这一点，现在可再生能源已经发展到一个很好的水平。

现在我们必须要考虑基础设施整体的成本，整体成本就不仅仅是基础设施的成本了。你可以看到大概15%氢的基础设施就可以用于75%德国的汽车。当然这些加氢站里面，我们需要投入数以百万计的投资。除此以外还有其他的方法，包括光伏和其他内容。可以看到15%都是基础设施，其中包括发电场等等，这些就是可以在没有可再生能源的时候为大家所用的。

我们的基础设施确实是重中之重，但是我们不能说它是一个障碍。从成本的角度来看，它其实并不是最大的一个障碍。另外我们也可以看到2050年的时候，我们经常说，我们其实有很多时间在去做研究，时间还有，但这也是不对的，如果我们想要在2050年使得这个系统整体铺开的话，我们的目标就是要把90%的二氧化碳能够降低的话，我们必须要在那个时候已经有很好的安装了，也就是说，我们还有时间不仅仅是进入市场，还要渗透市场，所以在2030年的时候一切都要准备好，而且新一代的技术能够帮助我们达到气候的目标。也就是说，必须到2030年能够完成。

后期我们又做了一些研究，是在2050年，2060年，2070年的研究，当然研究后来停止了，我们看到它并不能达成我们的目标。

第一，可以看到这个系统看起来是比较传统的。我们看一看它背后的驱动力是什么呢？这个驱动力就是碳协议，也就是说到2050年要减少80%二氧化碳的排放。还有其他的内容，包括乙醇，因为它能够帮助我们把二氧化碳的排放平衡到达。这也意味着我们必须要减少二氧化碳的排放了。如果我们使用到化石燃料的话就达不到这样一个目标。所以在二氧化碳排放层面要达到这个目标，我们必须要考虑到使用可再生能源。

第二，成本方面，未来成本会逐渐的降低。另外我们也可以看到，未来能源系统里面，我们必须要做一个平衡，从而能够达到我们的目标。而在能够达到减排的同时，其实整个能源功率也是很高的。另外我们也可以有更多的生物能源为我们所用。

我们可以用到这些氢，这是氢的高峰值，如果仔细看一下这个需求，可以稍微改一改这个需求。可以装更强有力的设施，另外有的时候可能不需要比如说德国冬天的情况，因为冬天德国的风是巨大的，所以我们可以使用到氢。来帮助我们可以达到目标，来体现我们系统的优势。

这样一个系统是不是成本有效的呢？我们在这里探讨一下看一下这个情况。可以看到我们是8分/千瓦时的成本，这样的情况下，我们就可以对于氢系统进行推广。因为它在最终汽车当中使用情况下是比较高效的，如果和内燃机系统相比较的话。

有了这样一个消费，我们灾区看一看它会达到20分/千瓦时的成本，其中也包括和其他各个方面的成本，加总的总成本，其中包括折旧的费用在里面。可以看到这是一个很好的案例，这也是市场演进很好的例子。我们也不会比传统的系统来得价格更高，而且它已经是为高水平成熟的市场渗透的情况下计量的成本。

当我们有汽车已经在道路上行驶的话，这个成本自然而然就会分摊出去。目前，每千瓦时10-11分生产氢的成本，光伏可能会便宜一点可能是3分，特别在光伏资源很丰富的国家是7-8分的情况。和天然气相比也是有很多潜力的。还有液态天然气价格可能稍微高一些，但是和11分相比还是很低的成本。在成本相比较，氢的成本还是比较高的，首先需要去找一些实用案例和实用情况，这样可以很好的降低成本。

再来看效率，比如说电动车，它的效率比较高，也就是68%，燃料电池是38%。往往有些人说燃料电池效率不高，我们还是用纯电动吧。其实不能光这么看，因为我们可以使用这个能量，可以把这个能量用于在不能够存储电的时候使用这个电，我们可以在一天当中用更多的时间，当然电动车只能是储一天的电，因为电池也是比较昂贵的，所以我们要做好平衡，长期的存储。比如说水解、氢，到最后效率就已经翻倍了。也就是说，我们要客观的去评估效率。

生物燃料大概是13%的效率，这是我们值得去做的。我们看到生物燃料对环境比较好，但是成本就大多了，我们看看其他的燃料，比如说燃料电池，纯电动，大家可以看到我们比如说直接用氢气，不把它转化为复杂的路径，在这个路径上又浪费了很多能量，我们觉得这个效率还是可以接受的。

昨天我们也用到了智能飞机，但是这个飞机只有小四个座位，我们不说737吧或者380，我们就说十座去试试，我们看到这些是系统分析的重点。不是所有的国家都是有足够的可再生能源来支持这个系统。现在我们主要用的是进口的系统，其实大多数成本还是在电上，全风力到了4000-5000，但主要还是要用电。

同时再来看运输的距离，从日本到这边也是非常长的距离。同时在这个计算当中看到它的成本也是比较高的，可以证明全世界当然有足够的氢，我们看到不同国家的价格，价格都是小于20-22美分。德国比如说需要800万吨的总量，也是可行的在这个情况之下。

在氢当中还有一个美妙之处，我们有天然气的管道，在天然气管道当中可以重新分配这些管道，这些也将会占其他的管道系统80%，我们看到欧洲管道的情况，这是非常简单的配置，从中欧开始。

现在我们再来看看加氢站的分析，这是非常大的成本，比如说进口液氢到消费者端，这边是我们的数字，别人的分析也非常相似，总得来说加氢站的成本要下来。这是我这部分讲话的重点，非常感谢大家的倾听。