世界各国加快氢能源市场化步伐——记第18届世界氢能大会(WHEC 2010)

第１５卷　第７期　２０１０年７月　中外能源　ＳＩＮ０～ＧＬ０ＢＡＬ　ＥＮＥＲＧＹ　－２９・　

．．一替代能源与新能源　

摘　要　

关键词　世界各国加快氢能源市场化步伐　

记第１８届世界氢能大会（ＷＨＥＣ　２０１０）　

毛宗强１，ｚ　

（１．清华大学核能与新能源技术研究院，北京１０００８４；　

２．中国可再生能源学会氢能专业委员会，北京１０００８４１　

２０１０年５月在德国埃森召开的“第１８届世界氢能大会”上，来自美国、德国、日本、中国等国家的代表介绍了各自国　家最新的氢能进展。中国科技部部长万钢出席大会并发言指出：中国要制订国家氢能规划，加大对氢能的投入，扩　大氢能示范和应用，加强氢能的国际合作。美国能源部Ｎａｎｃｙ　Ｌ　Ｇａｒｌａｎｄ博士和Ｍｉｃｈａｃｅｌ　Ｍｉｌｌｓ介绍了美国氢能的总　体情况．指出：Ｅｌ前美国每年生产５ＯＯＯｘ１０５ｎｓ氢气，拥有氢气管道３０００ｋｍ以上，现有氢燃料电池轿车２３０多辆，氢　燃料电池公共汽车１３Ｏ多辆，加氢站约２００座。在燃料电池商业化方面，美国仍存在着技术上和经济性方面的障碍。　在２００７～２０１０财政年度。美国通过立法和各类货款、补贴，进一步加大了对氢能的扶持力度，美国能源部多次联合其　他机构，召开氢能基础设施研讨会，就降低燃料电池成本、氢能政策、税收、碳税、氢能信息和教育、燃料电池革新方　向．以及新的商业模式等进行讨论。目前，美国加州是美国最积极推进氢燃料电池技术与示范的州，该州预计于　２０１６～２０１８年．其氢燃料电池轿车数量将达到５４３００辆，并计划进一步发展氢能高速公路。德国国家全资公司ＮＯＷ　公司总经理波霍夫博士等人介绍了德国的氢能进展。主要内容包括：德国准备到２０１５年，共建造１０００座加氢站，将　为ｌＯｘ１０＂辆氢燃料电池车提供氢气；德国在氢气来源方面，２０２０年以前主要来源于副产氢气和天然气制氢，２０３０　年以后主要依靠煤制氢（集合Ｃ　捕集）、风能制氢、生物质能制氢等。日本为了尽快研发、推广燃料电池车，采取了　全额投入经费的办法，委托日本产业省（ＭＥＴＩ）的全资公司ＶＥＤＯ公司负责管理“日本氢能和燃料电池示范项目　（ＪＨＦＣ）”，该项目的目标之一，就是到２０２５年，在全日本建立１０００座加氢站。　

世界氢能大会燃料电池德国埃森新能源　

１前言　２００９年底的哥本哈根会议没有达成什么实质　

性协议，但是减排ＣＯ：的压力却实实在在地压在各　

国政府身上。中国政府提出到２０２０年要将单位　

ＧＤＰ的ＣＯ，排放降低到２００５年的４０％～４５％，但是　

２０１０年第一季度的统汁结果我国单位ＧＤＰ的能耗　增加了３．２％，说明单位ＧＤＰ的ＣＯ：排放非但没有　

降低反而有所增加。氢是无碳能源载体，在全球　

ＣＯ　减排中至关重要。２０１０年５月在德国埃森召开　

的“第１８届世界氢能大会（ＷＨＥＣ　２０１０）”上，各主要　

国家均有代表出席，并介绍自己国家的氢能进展，　

充分展示了各国正在加快氢能源市场化步伐。　

世界氢能大会ｆＷＨＥＣ１是由国际氢能学会　

ｆＩＡＨＥ）￣０办的氢能国际会议，每两年举办一次，会　

议内容侧重于氢能科学。中国可再生能源学会氢能　专业委员会ｆＣｈｉｎａ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　Ｅｎｅｒｇｙ，　ＣＡＨＥ１于２００Ｏ年在北京承办了第１３届世界氢能大　

会。２０１０年是第１８届，我国科技部部长万钢出席这　

届大会并发言。国际氢能学会是全球氢能领域最高　

级别的非盈利性学术组织，１９７４年在美国成立，其　会员遍布全球，笔者系该学会理事。国际氢能学会　

同时还创办了世界氢能技术大会（ＷＨＴＣ），每两年　

举办一次，会议内容侧重于氢能应用技术，目前已　举办３届。按议程，２０１３年的第５届世界氢能技术　

大会（ＷＨＴＣ）将在我国上海举办。　

本文作者系本刊学术指导委员会委员。　作者简介：毛宗强．博士．清华大学核能与新能源技术研究院　责任教授、博士生导师，１９７０年毕业于清华大学工程化学系，科　技部９７３项目能源咨询专家组成员．现任中国可再生能源学会　副理事长。　Ｅ—ｍａｉｌ：ｍａｏｚｑ＠ｔｓｉｎｇ｝ｌｕａ．ｅｄｕ．

ｃｎ　・３０・　中外能源　ＳＩＮ０一ＧＬ０ＢＡＬ　ＥＮＥＲＧＹ　２０１０年第ｌ５卷　

２美国氢能源研究现状　在第ｌ８届世界氢能大会开幕式上，美国能源　

部燃料电池技术发展部负责人Ｎａｎｃｙ　Ｌ　Ｇａｒｌａｎｄ博　士发言。他说美国总统给能源部的任务是能源确保　

美国的未来。具体要求是：迅速恢复经济，创造数百　

万新的“绿色岗位”：巩固美国的科学领导地位；减　排ＣＯ　，２０２０年要比１９９０年的水平低２０％；１０年内　

确保从中东的石油进口安全；增加核安全等。　

美国目前每年生产５０００ｘｌＯａｍ　氢气，拥有氢气　

管道１９００ｍｉｌｅ（１ｍｉｌｅ＝１６０９．３４４ｍ，下同）。现有２３０多　

辆氢燃料电池轿车，１３０多辆氢燃料电池公共汽　车，大约２００座加氢站。　

美国能源部认为，燃料电池商业化有多种障　

碍．主要技术障碍有：　①成本及寿命。对于分布式电站用燃料电池，　价格应为７５０美元／ｋＷ．寿命４ｘ１０４ｈ。而车用燃料电　

池价格则应为３０美元／ｋＷ，寿命为５０００ｈ。目前美　国ＵＴＣ公司已经在燃料电池公共汽车上达到　

５０００ｈ的使用寿命。　②商业化时，氢气成本应该为２～３美元／ｇａｌ　

油当量ｆ即要求１４～２０元人民币／ｋｇ氢气，我国目前　

从焦炉煤气副产品制氢，已经达到该目标）。　③氢气贮存，要保证车辆行驶３００ｍｉｌｅ以上　

ｆ目前，日本丰田汽车起码已经两次通过测试，行驶　里程超过４３０ｍｉｌｅ）。　主要经济障碍则是目前价格偏高。而氢燃料电　

池车的经济和社会障碍则是安全性、法规和标准的　

制订赶不上实际需要：国内制造和供应的基地不　

足；公众接受程度不高：以及没有足够的氢的供应　和运输的基础设施。　

美国２０１１年财政年度中氢的预算为２．５６亿美　

元。其中，燃料电池系统６７００万美元，氢燃料４０００　万美元，氢能技术研发１１００万美元，氢安全、法规、　

标准等９００万美元，氢系统分析５００万美元，氢气　制造研发５００万美元，化石能源制氢１２００万美元，　核能制氢５００万美元．基础科学研究５２００万美元。　

兆瓦级固体氧化物氢燃料电池ｆＳＯＦＣ１电站示范则　为５０００万美元。　

美国车用燃料电池制造价格２００８年已降到６１　

美元／ｋＷ（按５０ｘ１０４台／ａ计），希望今年降到４５美　

元／ｋＷ。若２０１５年能降到３０美元／ｋＷ，则可以开始　步入市场化。　

制氢成本方面，天然气制氢已经接近能源部的　计划目标２～３美元／ｇａｌ油当量；其他方法还不行。　

大规模风电制氢大约为６美元／ｇａｌ油当量，核能制　

氢则为５美元／ｇａｌ油当量．长管拖输送氢气的费用　希望减少３０％。至于氢能输送价格，目标价格是１　

美元／ｇａｌ油当量，目前用管道输送氢气最便宜，但　

也要大于２美元／ｇａｌ油当量。因此希望管道输送价　

格降低２０％，而液氢输送价格降低１５％。　

在氢气贮存设备方面，目前３５０ｂａｒ（１ｂａｒ＝１０￣Ｐａ，　下同）的高压氢气储罐，可存储６ｋｇ氢气，其系统价　格２５００美元，其中碳素纤维最贵，约为１９７０美元，　

占总成本的近８０％，必须大为降低碳纤维的成本。　在技术示范方面。美国能源部和工业界各自承　

担所需经费的５０％。目前，美国共拥有１４０辆氢燃　

料电池示范车，２０个加氢站。氢燃料电池车已运行　２３０ｘ１０ａｍｉｌｅ，折合３６８￣ｌ（Ｐｋｍ。氢燃料电池车已使用　

１１５ｔ以上的氢气　美国国家可再生能源实验室（ＮＲＥＬ）分析表明：　

氢燃料电池车的效率为５３％～５８％，为汽油内燃机　汽车的２倍以上．氢燃料电池车行驶里程达到　

１９６～２５４ｍｉｌｅ，约为３１４～４０６ｋｍ：氢燃料电池车系统　

能可靠的工作２５００ｈ。美国能源部还联合国防部和　交通部示范了分布式电站．以及实用状况下的燃料　

电池叉车和公共汽车。　

美国能源部２００７～２０１０财政年度氢燃料电池　

的工作有显著进展．主要体现在如下几方面：　

２００７年，美国能源部支持４０辆燃料电池叉车。　

７个月内，加注燃料７０００次；２００８年订立４个合　同，又增加４３台新的燃料电池叉车；２００９年在全美　

１３个地点，示范了８７个燃料电池备用电站：２０１０　

年资助了１０个新的氢能研究项目。　美国能源部燃料电池技术部国际事务及政策　

处负责人Ｍｉｃｈａｃｅｌ　Ｍｉｌｌｓ还在ＷＨＥＣ　２０１０的分会　场作了题为《美国氢能和燃料电池政策和分析一　

览》的报告。报告有部分内容与美国代表的大会报　

告相同。不同之处在于，分会报告指出美国氢能政　策的基础是基于一系列法规的，例如ＥＰＡＣＴ２００５、　

ＥＩＳＡ２００７等。　

美国能源部的管理目标是到２０１２年可再生能　

源量加倍，十年投资ｌ５００亿美元转向清洁能源经　第７期　毛宗强．世界各国加快氢能源市场化步伐　

——记第１８届世界氢能大会（ＷＨ　ＥＣ　２０ｌ　０）　・３１　・　

济，到２０５０年减排８３％的温室气体。　

美国复苏及再投资法案（ＡＲＲＡ１中与能源相关　

的资助为：１６８亿美元投给能效与可再生能源；３４　亿美元投给化石能源；４５亿美元用于智能电网；６０　

亿美元资助资质项目：５６亿美元用于绿色建筑；３　

亿美元投给国防部能源研究（包括燃料电池）。　

在ＡＲＲＡ之后，美国增加了一些创业贷款信用　

度，如在ＥＰＡＣＴ２００５Ｆ中，规定可贷款额度为３万　美元，现提高到２０万美元等。　２００９年１０月５日，奥巴马总统签署执行１３５１４　

号命令．确立在环境能源和经济方面的联邦政府的　领导权。要求各部门制定诸如温室气体减排目标、　

绿色建筑节能标准、碳轨迹性能指标等。其中，要求　

到２０２０年车辆用油减少３０％，要求到２０１５年１５％　的建筑符合节能要求，要求所有新设计的２０２０年　

开建的联邦建筑物要在２０３０年之前达到零能耗。　

上面这些要求给燃料电池及相应技术链带来很多　潜在的发展机会。　

能源部国家实验室项目的目的，是将其燃料电　

池的经验推广到全美国。分布在美国７个地区的８　个国家实验室参与了行动：ＡＮＬ（２项），ＯＲＮＬ，ＰＮＮＬ，　ＳＮＬ，Ｔｈｏｍａｓ　Ｊｅｆｆｅｒｓｏｎ，国家加速器实验室和Ｙ一１２　

地方办公室通过燃料电池技术及其同类以技术的　

生命周期成本、性能和市场分析，增强燃料电池技　

术的竞争力。　Ｍｉｌｌｓ还报告了目前的执行情形。美国在２００９　

年有超过４千万美元经费拨给ｌ２个项目，支持上　

千个燃料电池，希望能使燃料电池从实验室走向应　

用。其『ｌ１，箭用电池２０７０万美元，特种燃料电池８７０　

万美　，哑池车叉车５５０万美元，小型热电联供电　站３４０万美元，移动电源２４０万美元。另外，从工业　

界得到５１００万美元的配套资金，这样，共计研究经　费达到９３００万美元。　

根据项目计划，到２０１１年底，将运行近１０００　台燃料电池，遍布美国。政府要求通过大批量生产，　

显著降低燃料电池成本，电站用燃料电池成本从　

２０００多美元／ｋＷ降到２０１５年的１０００美元／ｋＷ　ｆ批　

量生产）。美国能源部还多次联合其他机构召开了　氢能基础设施研讨会，就降低燃料电池成本、氢能　

政策、税收、碳税、氢能信息和教育。降低风险战略，　

个人和公共合作伙伴，保险工具，分成负担、ＯＥＭ　等，以及燃料电池革新方向，新的商业模式等进行　讨论。根据美国氢能学会《氢和燃料电池美国市场