中国工程院院士彭苏萍主旨发言：中国氢能源与燃料电池发展战略及研究

8月25日，由中国电池工业协会、电池中国网联合主办的“2023氢能与燃料电池技术及应用国际峰会”在中国上海隆重举行。中国电池工业协会理事长刘宝生、中国工程院院士彭苏萍、中国科学院院士孙世刚、上海市嘉定区副区长李峰等出席峰会，来自行业主管部门、高校、科研机构和产业链知名企业，以及外宾代表共300余人与会。

中国工程院院士彭苏萍在会上作题为《中国氢能源与燃料电池发展战略研究》的主旨发言。

以下是发言内容实录，未经嘉宾审阅：

彭苏萍：尊敬的各位领导、嘉宾，这个项目是工程院长期定下来关于氢能和燃料电池，现在氢能全国上下一片热，但是我跟大家讲氢能的问题着实跟中国的能源和世界的能源走向是一致的，因为我们国家和世界上在目前为止都是希望少用化石能源、多用可再生能源，但是可再生能源发展过程中就有一个消纳的问题，还有规模化的运用。

化石能源在我们中国的结构里面，目前可再生能源除了水之外，中国实际上可再生能源在一次能源结构里面还不到8%。按照我们双碳目标2030年碳达峰、2060年碳中和，我们有长期艰巨的任务，这个里面战略目标就是可再生能源如何做到规模化，化石能源如何做到低碳化，可再生能源规模化大家都理解，可再生能源发展过程中刚才讲了消纳的问题，化石能源如果低碳化实际上就是加氢减碳的过程。

从我们人类发展过程中，我们的祖先生火用材，然后18世纪末期发明了蒸汽机，煤就得到了广泛的应用。到了上个世纪40年代发明了内燃机（燃气动机），油气得到了广泛的应用。现在讲氢能源实际上是我们转化的方式发生变化，我们的燃料电池作用越来越凸现，燃料电池发现方式就从蒸汽机、内燃机通过烧推动的方式已经改变了，因为这个过程实际上是物理发电，到氢大规模利用的过程里面，实际上是因为加热粒子产生了放电作用，实际上是一个化学发电的过程。

所以现在我们有很多的同志关于氢能又提出另外一个方式，我们把制氢完了之后烧。如果是直接烧不是我们氢能源主要的工作目标，因为氢是二次能源，本身制氢过程中耗能，再去烧的过程不是我们十分提倡的，我跟大家讲的两个方式，关于氢的方面。

第二个中国为什么要搞氢能，大家知道现在世界上都有八十几个国家纷纷治理了氢能的发展规划，因为跟我们中国的能源结构有关系，我们煤比较多，油气和非化石能源目前，有的同志就说我们现在非化石能源、可再生能源占的比例很大，可以有主要，是主要的。我们发展了25年，我们除了水之外的可再生能源是8%，不是我们不搞，我们现在是世界上最大的可再生能源的生产国和消费国，但是跟我们中国经济还起不到关键的支撑。

中国的能源发展要走两条路，为什么先提出来化石能源做的低碳化变成我们主要的任务？主要是二氧化碳的问题是折磨我们这些国家很长时间了，实际上首先欧洲并不是折腾中国是折腾美国，20年以前中国还进不了他的法眼，是美国。但是美国液燃气发展之后，2010年提出了清洁电力生产法，就提出来每千瓦升的发电二氧化碳的排放637克，我们的标煤就是210克。

大家知道十二五期间中国的电场的发电实际上是330克，我们希望十三五期间变成310克，210克是天然气。

如果美国一响应，我们中国现在以煤为主的发电方式就受到非常大的掣肘。我们现在最好的上海微高桥是270克，想一下大多数都是310克左右。俄乌战争之后，有的同志也跟我讲，我们能不能喊口号但是不做，不做不行，因为今后世界的贸易要带着生产产品的能源，现在大家为什么喊绿色能源可再生能源，就在这个问题二氧化碳指标的限制，欧洲先喊，现在美国也在响应，两个一框起来中国是没有路子可退的。

在2009年哥本哈根会议上，当时***总理讲，我们总量很大，但是平均到每个人我们还是比较少的，现在告诉大家我们中国的人均能源的占有量超过了世界的水平，2019年就超过了，二氧化碳排放总量新增70%出在中国，所以中国是没有退路的一定要做。

习近平总书记说，我们双碳的问题是我们自己要做的事，我的理解是这个方面。我们怎么去做我就不讲这些道理的东西，所以中国发展氢能的目标，一是如何把可再生能源做到规模化或者调峰调辅消纳的问题，二是如何把煤炭等高碳能源低碳化的问题。所以中国发展氢能源，我认为主要是如何改善中国的能源品质，跟其他的国家不一样。

世界上不缺氢，但是真正现在世界和中国引导交通作为能源的氢0.1%，我现在为什么要讲这个数字，因为我们现在舆论喊绿氢，绿氢就是电氢，成本比其他氢要贵得多，所以大家知道1990年克林顿在美国提出氢能规划的时候，为什么推不下去。因为氢能变成一个贵族能源，一般人用不起，我们国家也要尽量避免走这条路，这是氢能的过程，因为0.1的过程里面我们99%都是用在精细化工和合成肥料，所以我们今后要走产业化道路的时候，我们还是根据不同氢的用途，再走自己的路子，我们中国是煤制氢为主，欧洲和美国是天燃气制氢。

这个里面煤和天燃气制氢过程中是二氧化碳的排放，还是降不下来，但是从去年和前年开始，中国的大型煤化工和石油化工都在建CCS工程，以前我们做研究的过程在早期我们认为2035年以后中国才大规模建立。我告诉大家，我们中国在经济发展过程中二氧化碳的问题，现在CCS工程7个，世界上最大的CCS工程都在中国大规模建设。

因为国家碳的指标已经压到各界地方政府，所以大家从去年前年开始，我们为什么制氢热起来了，现在我们碱性电解槽制氢还有质子膜制氢，我们现在讲物理氧化物，我做完这个报告到另外一个地方做，另外一个报告关于物理氧化物制氢。

我昨天到上海物理研究所，碱性电解槽制氢用电量实际上超过了4.5度，平均4.8度，我们固体氧化物电解槽制氢，基本上目标是控制在3.1到3.2度，所以把用电量大幅度降低，这是我们如何做到低成本高效率制氢，世界最大的化工制氢工程Topsoe，世界上两个做固体氧化物的德国的Sunfire和美国Bloom Energy，都在除了以前发电方式开始，转向物理氧化物制氢的路子。

储运氢的方式主要是压缩气体，以前我们还提出35兆帕，新发展的根据北京的冬奥会运行我们调查的结果，今后的目标还是70兆帕、35兆帕给人的心态符合不了，等不。所以今后要发展，下次发展大家还是由35兆帕开始。

电池应该是5年以前，在我们中国讲电池很多人认为就是质子膜电池，因为跟汽车关系比较大，我们包括上海同济大学在这个方面推的燃料电池发展过程中着实上车的问题，现在很多框，大家也慢慢知道物理氧化物发电和物理氧化物制氢现在热起来了。

质子膜燃料电池工作温度比较低80多度，启动快，做交通比较方便，固体氧化物燃料电池工作温度一般是700度到800度，启动慢但是工作效率要高，现在世界上一次发电效率超过了60%，我们课题组刚完成的国家正在研发计划，我们是带来二氧化碳普及的，我们做到了52%。

二氧化碳普及实际上如果再加一个二氧化碳普及电力的成本，7%-9%的时候我们也将近60%，实际上我跟大家讲正么这个路子是可以走下去了，并不是说我们是做得最好的。所以今后固体氧化物燃料电池不要硬纯氢，要粗氢、天燃气等可以，所以今后这个方面在分布式或者固定式发电方面，今后有它的作用。

物体氧化物燃料电池现在的发电方式发生了改变，它摆到了一些公共绿地里面不占地方，不像我们现在建一个发电厂要圈出来，建设高楼，不燃烧不产生PM2.5。到过美国硅谷的，到了公共绿地里面，很多不知道这是发电场，这就是新的发电方式，跟人可以无间隔的亲近，这是我们做的模式，刚才讲了我们是做了一个兆瓦的热供500千瓦的发电做了示范，现在国家能源国家实验室把我们团队已经引进去了，我们希望在不远的将来我们做出10个兆瓦的装置。第一个做分布式发电，第二个做集成式发电，这个已经通过科技部的验收。

关于氢的问题，我跟大家讲纯氢安全性的问题，不是中国没解决，世界上也没解决。所以2016年美国、日本、澳大利亚提出氢能2.0的问题，大家知道我在这个地方改过两次，2.0是绿氨和绿色甲醇。中东的油国就希望有绿色甲醇，机械部的老部长找到我说，你要支持我搞绿色甲醇，把它推动起来，因为我们国家甲醇的问题20年已经讲过，后来因为我们其他方面的关系一直压制住到了现在又爆发出来了，绿氨和绿色甲醇在宁夏、福州都纷纷提出了联合体推进。

管道掺氢不怕，我就跟大家讲，上个世纪80年代我们国家推广大中城市的燃气化的问题，我们是做了很多人造煤气，实际上里面含氢量达到30%以上，我们的管道现在还是安全的，只不过当时的煤焦炉把我们的煤气灶堵眼过程，现在我们慢慢的这个方面都掌握了，所以掺氢的问题就是根据我的判断不是很大的，我们做过一些实验肯定马上能实施规划，储氢的问题除了安徽的六安做了一个兆瓦。

我们存在的问题主要是生产成本，燃料电池的生产比较高，卡脖子工程。我们系统集成才慢慢掌握，但是这三年我今年一年跑了很多的企业，我自己是做固体氧化物的，但是质子膜是我去做的，应该是有进步的。我们前不久开了内部的座谈会，我们跟氢能产业、燃料电池产业的判断，现在死不掉。因为我们当时一直担心新冠肺炎影响，当时做了很多产业链断的问题，我们也在担心这个，第一个哪个企业说不干，后面的企业现在都做。第二个哪个人不干，后面的人也在慢慢的，已经形成了初步竞争的模式。2010年左右电动车的味道差不多，现在就是这么一个契机，所以大家关于氢的方面，希望大家还是要有信心的。

大家提出的煤制氢是非氢，把二氧化碳问题解决来了就是蓝氢，蓝氢在世界上是可以交易的。

刚才讲了我们现在质子膜，像我们有一些电极、碳质做得比较好，但是我们的膜跟国外的膜有差距，我们还要攻关。所以我们做质子膜的燃料电池过程里面，前几年基本上给国外打工。固体氧化物燃料电池我们走得比较慢，刚才讲了还没形成市场，但是技术我们是自己掌握的，现在我们国家就是怎么提升燃料电池产业的发展。

2019年7月份，我在工程院开座谈会，准备开60多个人了，来了783人，把工程院所有的会议室和礼堂都占满了。当时国家对氢能没有做明显的表达，来了18个部级干部。到了2019年10月份，中央一句话氢能源是今后未来能源的重要补充，先给大家稳定。

去年国家能源局关于2035的场景规划关于氢能已经做出规划来了，提出氢能源是中国未来能源的重要组成部分。所以我们从政策产业慢慢都在治理，国家能源局局长张建华同志隔三差五都要讲氢能的问题，他经常讲就说明已经在国家的决策层面已经把它重视起来了。

那么我们怎么做，刚才政策引导我们现在在积极做，技术为本，我们现在比质子膜燃料电池这个方面，我们分工程的板块不断的产业链哪些地方我们在做比较，去年开燃料电池的会议，我们就提出了两个包括昨天我一下飞机为什么到上海物理研究所，因为他们也是在多个院所研究的问题。我们现在也是想联合全国的力量做分工，做其他方面的东西，我们提出两个质子膜燃料电池，除了我们产业链的技术也做好之后，记住我们工作温度80度是有问题的，要是定4个9和5个9，我们现在提出来能不能定到130度，130度左右氢只要1个9，1个9和4个9成本是大幅度下降的。

第二个，我们固体氧化物燃料电池现在如何参与到燃料电池的发展过程，一个大幅度的降价，现在一个千瓦时，我们现在制造成本平均6万，我们质子膜燃料电池是几千，我就跟固体氧化物讲，再不降价玩都不跟你玩，所以这个里面有很多的科技人员和我们的科技力量怎么去攻关的问题。

区域协同2020年大家知道，国家工信部已经对京津冀、长三角、大湾区以及以武汉为中心的中部经济带开展燃料电池车的补贴计划，现在我们不能像电动车那样。

第二，后面又以山东省为基础做氢进万家的一个试点发行，稳妥的去推进，包括我们吉林也希望做示范，吉林地区的经济不足以在这个方面做支撑，这个里面对氢的发展是要大量的资金注入的。

所以我们就提出2025年如何找到正在引导和局部的示范，刚才讲了有4个计划，2035年以前我们希望我们的技术来逐步的成熟，我刚才跟大家讲我们现在墨电极，我们的碳纸，有很多我看过的技术这几年在上行，所以我们有信心中国按照目前的发展趋势，我们做的规划是能完成的。

我们刚才讲的新能源，包括上海物理应用研究所都提出了做兆瓦级的，所以这个信息也是很大的，所以这个方面大家摸到了一些道道，我们认为在2050年以前我们的氢能或者燃料电池确实是能够为中国的双碳目标做出自己的贡献。

怎么搞，质子膜我们希望2050年以前它的服务年限要超过4万个小时，大家知道“十三五”期间我们还是5000小时，电制造的成本300块钱，如果达到这个我们燃料电池今后怎么变成关键技术。

固体氧化物燃料电池，我们希望制造每千瓦时，我们希望降到1000块钱左右，因为燃煤电厂目前一个千瓦时的制造成本1600块钱，工作的年限10万个小时，10万个小时对我们燃煤的服务年限它是8万个小时，我们是10万个小时，就是要为我们替代做好准备。

但是我们告诉大家，我们现在有信心，我们现在做到2万个小时，我们认为是有把握的，“十四五”期间替换的过程中，我们是有信心的。因为固体氧化物大家知道它是陶瓷膜，质子膜是有机膜。

我就讲四个硬场景怎么去搞：

第一，跟可再生能源要结合在一起，我们现在可再生能源消纳的问题，要通过燃料电池或者固体氧化物等制氢的过程把它消纳掉，或者说把它调峰，用天然气去调峰，这是第一个过程我们要做的。

第二，跟中国的石油化工煤化工结合起来，因为中国的可再生能源或石油化工实际上在西部比较多，我们长距的运氢是发不来的，就地消纳这是我们做的第二个，主要是在新疆、宁夏化工基地，榆林化工基地，还有阿尔卑斯化工基地，以及乌海的5个基地，这是我们消纳氢能的就地消纳，这是我们做的第二个模式。

第三，正卡，我们这里讲了因为关于燃料电池进汽车行业里面，有很多的博弈，到底走不走乘用车的问题，你们今天有很多搞电力电池的，国家补贴了20多年，你现在又把它消掉，都是国家的资产，但是重卡没有争议。现在我们认为重卡可以新增年2000-5000亿元的制造产业链。

第四，船舶，有军事的，有商用的，这个方面的需求很大，今天早上我跟李司长有个交流，军方实际上比民用的还要更厉害，民用的一个是油船，第二个万吨级以上的，我们认为这4个方面是我们经过了消纳的主要场所，除了现在的汽车之外，汽车里面的乘用车还没有真正算下来。因为现在都认为燃料电池车作为乘用车，成本还是比较高。

实际上刚才讲了除了顶层设计、标准安全体系之外，这个资金链是我们国家目前供出来，现在外面喊的多，做的少，资金的进入比较少，去年在新冠会议期间，国务院专门让我跟银行家讲了半个小时，他们一个人讲7分钟，要我讲半个小时，就说明一个导向，金融资本怎么进燃料电池，还有国有资本、央企的进入。

今天上午我们看到付总裁他们都来了，央企都在慢慢的进来，还要建立起氢能的基础设施或长期攻关的一个机制。

我讲完了，谢谢。

（以上为演讲内容记录，嘉宾未审阅）