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吴海明:氢能源时代将是稀土新材料的黄金时代

国际新能源网  来源:东方网  日期:2017-09-21
  近年来,大力发展清洁能源和可再生能源是各国实施能源战略转型升级的共识。9月初,工业和信息化副部长辛国斌在中国汽车产业发展国际论坛上表示:全球产业生态正在重构,许多国家纷纷调整发展战略,在新能源、智能网联产业加快产业布局。目前我国工信部也启动了相关研究,制订停止生产销售传统能源汽车的时间表。
 
  9月13日,国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》。根据方案要求,到2020年,我国全国范围将推广使用车用乙醇汽油。中石化集团科技部原主任、教授级高工乔映宾表示:因为酒精里边含氧,它能够燃烧得很完全,所以碳氢也可以大幅度的降低,我认为它是环境友好可再生能源。
 
  近日,行业和媒体对新能源汽车、氢能源和稀土储氢材料的关注持续火热,知名国内稀土产业金融专家、南交所稀土产品交易中心负责人吴海明表示:中国已从化石燃料时代向绿色能源时代转变,而稀土储氢材料将有机会实现百亿元经济效益。
 
 
  中国已从化石燃料时代向绿色能源时代转变
 
  回顾人类社会的发展过程,每一次能源利用方式的转发都会带来社会生产、生活方式的深刻变革,资源和环境可持续发展的约束性压力倒逼能源结构必须转型。
 
  中国工程院院士、原中国工程院副院长干勇院士介绍,向绿色能源时代的发展需要重点实现两个转变:一是能源利用方式要从化石能源消耗型(煤+石油+天然气)向绿色能源再生型(风能+水能+太阳能+生物质能)转变;二是碳氢燃料的利用方式要从高碳燃料向低碳燃料转变,这一转变方式本质是燃料的加氢减碳过程。
 
  近年来,虽然以风能和太阳能为代表的可再生能源得到迅猛发展,但是风/光发电的间歇性和不可预测性对大规模并入主干电网是个巨大挑战,特别是我国的风/光地理资源分布不均衡导致了发电中心与负载中心分离,问题尤其严重,已造成大量弃电现象。单纯依靠电网输送通道的建设难以满足风/光发电快速发展需求,加快发展大规模储能可能会成为风电、光伏产业发展的助推器。

 
 
  氢储能具有地理环境制约少、规模适应性宽、投资成本低、环境友好等显著特征,其不仅可以大规模消纳“多余”的电力,而且还可为氢能的下游产业提供清洁的燃料,为迅猛发展的可再生能源和蓄势待发的氢能燃料电池产业插上腾飞的翅膀。
 
  发展氢能产业是能源结构调整和产业结构转型的必由之路
 
  氢能利用将促进人类社会生产方式和生活方式的变革。作为一种绿色的二次能源,氢比电更容易分散储存,可像天然气一样利用管网进行规模化配送,并且获取方式多元化。氢既可从煤/石油/天然气等化石能源制取,也可从工业副产品中获得,更可通过可再生能源制取,更加值得一提的是,氢的制取的成本比较低。例如,用氢能核心技术制作的燃料电池比相同用途的热机能效高出30%-50%;利用来自化石能源制取的氢,可减排二氧化碳240%以上。
 
  其次,氢能是支撑可再生能源大规模发展和充分利用的重要途径。2011年10月国家发改委能源研究所发布研究报告指出,规划到2020、2030和2050年,我国风电装机容量将分别达到200GW、 400GW和1000GW,2050年满足全国17%的电力需求。按储能比20%计算,2050年需要200GW储能设施。
 
  当前,氢能利用产业正加速发展,受到世界发达国家政府和企业的高度重视,已成为世界经济新增长点。德国EON公司2011年开始建立了第一个MW级“Power-to-Gas”示范项目,使用风力发电的剩余电力电解水制氢,并注入天然气管网,年产氢规模为317万Nm?。德国计划近期内建设十个类似项目,美国能源部也高度重视该项目,评估表明美国管网注氢容量可达15- 20%。氢能与燃料电池产业的发展已经进入关键时期。
 
  除此之外,氢能与燃料电池技术推动了汽车、分布式发电等新兴产业的发展。在燃料电池汽车领域,氢燃料加注3-5分钟左右即可完成,一次加注续驶里程可达500公里以上,被认为是汽车工业可持续发展的主要解决方案。
 
  在分布式热电联供上,燃料电池分布式发电系统具有更高的电效率,热电综合能效最高可达90%以上,易于制造千瓦至兆瓦的中小型热电联供系统。在深海潜器和无人机等领域,燃料电池的持续供电时间长、可适应大潜深、运行安静、红外辐射少等特点,可用于资源探测、应急救灾、军事侦察等,对国家安全有重要意义。
 
  全国发展氢能与燃料电池产业已有一定基础
 
  从“十五”开始,科技部通过“973计划”、“863计划”和“科技支撑计划”三大计划持续对氢能与燃料电池领域进行支持,形成了以大学研究院所为主,涵盖制氢、储氢、输氢、氢安全以及燃料电池技术的初步研发体系。从2012年开始,我国在氢能燃料电池领域发表SCI论文数量超过美国,成为全球第一。
 
  我国光伏、风电规模将达到全球第一。到2030年我国风电装机容量将达到400GW,光伏产业预计达到270GW,可年产氢量可高达2680亿立方米,能满足驱动1.2亿辆燃料电池车需要。
 
  其次,我国传统汽车、家电、发电制造产业规模均居世界首位,已成为国民经济的支柱,为发展燃料电池电动汽车、分布式供能等新兴产业提供了产业基础。加之,我国煤制氢、发压吸附纯化电解水制氢技术与国外先进水平相当,制氢规模居世界首位。
 
  但在氢能利用上,仍面临严峻挑战。与发达国家将氢能纳入国家能源体系不同,我国缺少立足长远的国家氢能与燃料电池综合规划;与国外产业巨头积极介入不同,我国仍以大学院所和小微企业为主,几乎无500强企业介入,能源与制造业大型骨干企业的主导引领不够。除此之外,我国尚无具有第三方公正地位的国家级氢能检验检测中心,基础数据匮乏,氢能与燃料电池使用及市场准入标准偏少;我国的燃料电池汽车仍处在研发和示范阶段,距离商业化应用差距大。
 
  稀土储氢材料将实现百亿元经济效益
 
  吴海明在《征战中国稀土》中提到,稀土是“二十一世纪的战略元素”,被誉为“现代工业的维生素”和“新材料宝库”,尤其稀土材料在固态储氢技术上的应用,发展不可限量。干勇提出,要优先发展规模储能,用低成本、长寿命合金储氢,运用固态/高压混合储氢和高容量轻质储氢等项目。
 
  在国外,固态储氢装置已在潜艇、大规模储能等领域实现商业化或规模化示范应用。而国内虽处在样机研制阶段,但发展前景广阔。吴海明透露,在规模储能、燃料电池舰船和备用电源等领域,固态储氢将实现100亿元以上的经济效益。
 
  到2025年,在稀土新材料领域,将开发出一批具有原始知识产权的新型高性能稀土功能材料,并获得应用;镧、铈、钇在永磁、催化、陶瓷晶体、储氢材料中的年用量将达4.5万吨;我国领先的稀土提取技术将走出国门,参与开发国外稀土资源,开发量占世界总量的20%。
 
  中国工业化中后期任务艰巨,基础产业转型升级、战略新型产业发展壮大、重大工程如火如荼,均需要材料的研发途径和能力进行革命性转变。吴海明表示,稀土新材料的发展不仅需要国家和行业专家的支持,更需要企业积极引领和良性发展。借助金融创新手段,企业可以通过“稀土产品证券化交易、实物质押融资、下游磁材企业供应链管理”等提升销售和运营的能力。
 
  借助金融手段助力稀土储氢材料产业的健康发展
 
  随着规模储能、燃料电池舰船和备用电源等领域的需求不断涌现,稀土原材料在今年下半年开始迅猛上涨,市场出现囤货居奇,稀土生产企业出现供求关系失衡、上下游无法有限联动、市场滞后、资金周转缓慢等问题。
 
  吴海明认为,”稀土行业迎来新的机会,企业家必须学会运用创新的金融工具,适应市场化的需求,提升企业运营管理能力。“企业可以运用的金融平台包括银行、投资银行、期货或者现货交易平台、担保公司、供应链管理公司、融资租赁公司等等。
 
  由于生产企业对资金的需求,稀土产品证券化投资平台,是整个稀土产业链投资或不可缺的部分。稀土企业可以利用南交所稀土交易中心实现“稀土产品证券化交易、实物质押融资、下游磁材企业供应链管理”。尤其是产品质押融资、供应链管理等功能,可以帮助企业在原材料涨价等情况下,解决“钱荒”。
 
  据悉,南交所稀土交易中心是国内首家稀土证券化投资交易平台,日交易量达到9.7亿元。同时,南交所稀土交易中心也是16种稀土氧化物国内最具影响力的证券化定价平台,报价被央视、新浪财经、网易贵金属等权威媒体采用。
 
  目前,中国高端能源新材料产业化核心技术正在进入重点突破的创新阶段,新型材料不断涌现、产业化空间巨大。抓住机遇,今后5到10年,中国在先进能源材料发展方面一定会取得令世人瞩目的成就。
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