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顾为东:氢能多元利用尚欠东风

日期:2012-02-23    来源:科学时报  作者:贺根生

国际新能源网

2012
02/23
14:13
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关键词: 氢能

    最近一段时间,国家“973”计划风能项目首席科学家、江苏省宏观经济研究院院长顾为东,一直没能休息好。由他主持的“非并网风电海水淡化—制氢技术”日前通过了专家组评审。该项目首次采用非并网风电海水淡化—电解水制氢一体化集成技术,实现了直接为氢能汽车供应氢气,风电得到全部利用,将他提出建设“中国沿海(京沪)氢能高速公路”的构想,又向前推进了一步。在这之后,他一直忙着对“大规模风电利用和发展氢能高速公路”规划进行修改、完善,希望能以此示范走出一条中国特色的氢能多元利用之路。

    冬日的南京,北风夹着小雨,走在路上寒意飕飕,到了屋里却春意浓浓。在办公室,顾为东向记者讲述了他对走中国特色氢能之路的思考。

    寻找中国特色的清洁能源之路

    “节能减排是中国转变经济增长方式的关键环节。”在满屋都是书籍、资料的办公室,顾为东找出那篇题为《中国·沿海(京沪)氢能高速公路示范区发展战略研究》的论文稿,递给记者后说:“经过改革开放30年,开放型经济在中国经济发展中占有越来越重要的地位。能源作为经济的血液,如何实现煤炭清洁化、能源开采低碳化,就成为中国经济转型和参与国际竞争的重要环节。”

    说着,他打开电脑,通过PPT给记者进一步解说:“中国能源的特点是富煤、少油、缺气。火电占全国总发电量的80%。预计2050年,在一次能源中煤炭仍约占50%。不做好煤清洁利用的文章,节能减排只能是空谈。”

    接着,顾为东讲到如何科学利用风能。

    他说,风能是中国清洁能源中最容易利用的可再生能源,但风能的特性是波动、不稳定和间歇性,必须依靠水电和燃气发电调峰,才能保证电网的平稳运行。但是,美国电网中26%是燃气电,英国更高达到60%,消纳风电的能力较强。中国燃气发电量约占2%,对风电调峰作用较小。这严重制约了中国风电的发展。2011年,中国河西走廊风电弃网严重,吉林省上半年风电场弃风达49.5%。

    如何根据中国实际,寻找一条中国特色的清洁能源发展之路,便成为推进经济转型的关键。

    中国特色的风电多元化利用之路

    氢能,是目前世界最热门的清洁能源之一。顾为东认为,利用风能制氢,发展氢能车,以此建立氢能高速公路,是实现节能减排的有效途径之一。

     他说,从长远看可再生能源制氢,特别是利用风能制氢是最理想的技术路径。但作为世界风能资源第一大国,中国却面临大规模风电难以并网的难题。

    农业生产中,通过“杂交”可以孕育出生产力更强的新品种。受此启迪,顾为东将主力能源煤炭和低碳环保的风能进行“嫁接”,结出了丰硕果实非并网风煤多能源系统。

    早在20多年前,顾为东就提出“非并网风电”理论。2007年,“大规模非并网风电系统的基础研究”项目列入了国家“973”计划,由他担任首席科学家。在基础研究的同时,顾为东对非并网风电电解水制氢系统进行了系统研究,“嫁接”到煤制天然气工艺中,使风电替代传统煤制天然气工艺55%的煤炭、节水38%、实现了二氧化碳的近零排放,创造了适合中国国情和能源结构的风煤多能源系统,成功完成了风/氢/煤制天然气(WHNG)实验示范。

    所谓“非并网风电”,就是将大规模、超大规模风电场所发风电,通过创新、集成技术,用于能较好适应风电特性的高耗能产业,使风电不经过常规电网,能够高效、低成本、低故障率全部利用。

    这是中国在风能技术领域的原创性成果,是一条具有中国特色的风电多元化利用之路。

    建设氢能高速公路只欠东风

    2011年6月15日,在第400次香山科学会议上,顾为东首次提出建设“中国沿海(京沪)氢能高速公路”的构想,得到与会专家认同和支持。

    顾为东说,北京、天津、上海、河北、山东、江苏3市3省的京沪沿海沿线地区,是京沪运输大通道连接而成的一条南北经济带。该地区国土面积仅占全国的5.2%,GDP总量却超过全国的43%,覆盖人口为全国1/4。因此,建设沿海(京沪)氢能高速公路意义重大。

    顾为东告诉记者,国内外实践证明建设氢能高速公路的技术已不存在问题,但氢能燃料电池汽车要商业化运行,还有待进一步的技术突破。

    因此,顾为东提议发展风/氢/煤制天然气汽车。

    天然气汽车在中国很多城市的出租车行业已广泛应用。而这里讲的天然气汽车,是利用风/氢/煤制天然气,结合国家“973”风电项目和江苏省攀登计划项目取得的风电制氢研究成果。

    1月8日,由中国氢能协会、江苏省政府沿海办主持的“"十二五"中国·沿海(京沪)氢能高速公路发展研讨会暨非并网风电海水淡化—制氢—氢能汽车系统评审会”在江苏召开。专家组一致认为“该系统具有完整自主知识产权,为国内、外首创,具有很好的推广应用价值。”这为建设具有中国特色、高效多元化发展的风/氢能高速公路打下了坚实基础。

    就此,顾为东还提出了五点建议:建立沿海(京沪)跨区域氢能高速公路协调机构;出台氢能高速公路建设的相关产业政策;建设国家级氢能研发科技园;建立氢能产业投融资保障措施;成立氢能相关产业联盟。

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