9月14-16日，由中国汽车工程学会与国际氢能燃料电池协会（筹）共同主办的第五届国际氢能与燃料电池汽车大会（FCVC）于上海汽车会展中心召开。德国尤利希研究中心IEK-3技术经济系统分析研究所主任Detlef STOLTEN通过视频连线发表了题为“可再生能源环境下的氢能交通”的主题演讲，以下为文字实录： 

　　大家好，我来自于IEK-3经济系统分析研究所，是尤利希研究中心的，今天跟大家说一个在可再生环境中怎么做氢能源运输。  

　　首先简单关注一下未来的能源系统，根据气候变化二十一次会议规定，排放量要降低80-95%，有一个要求未来系统不应该比现在系统更加昂贵，而且也需要注意相应的一个排放得到限制，另外非常重要的，讨论当中没有讨论的一点，我们不能引入有毒有害物质，有些系统使用的材料有或多或少毒性，致命性或者致癌性物质不能引入整个循环系统当中，同时需要特别关注一下相应辐射的问题，还有就是尤其是在30以下，也就是说和甲烷相比，其他相关材料在这块不能有更高的辐射的问题。 

　　说实话整个氢是清洁能源的载体，但本身就它的存储系统来讲，现在还有很多问题需要解决，今天是需要将整个系统进行稳定化，并且将整个供能以及发电系统做到稳定化，其实可以用一些电池或者用其他绿色的解决方案，在长期来讲，我们肯定需要有储存装置，这样一个储存的质量是非常非常重要的，而且不能被其他的储存系统来替代。有一个非常有意思的相应的讲法，中心的和分布化系统，首先怎么做一个中心化储存，另外怎么做大型分布化系统建立，这可以构建一个便利性，因为可再生能源一般来说都是在某个区域性集聚的，区域性非常强，有些地方因为光照或者风能比其他地方更好，当然分布系统非常重要，中心系统也非常重要，待会儿会跟大家做进一步讲解。 　 

　　这是氢的路径，我们看一下氢能源，德国2010年发表了一个相关的再生能源的计划，其中对电力需求也提出了要求，在这边主要看到电网发展的前景，可再生能源会带来很好的结果，但是还有很多相应的更高的电力需求，在这边做了相应的高峰的削减，我们觉得有一些相应的电解这种方法可以进行引用，在这个过程当中可以用一个比较稳定的电网来将整个能量做更好的分配，在这个过程当中能源稳定化也是非常重要需要解决的问题，我们需要很多系统，系统安全性也是需要去考虑的。另外就是其中需要包括40%的这样一个电力，才能降低2%-3%的能源。 

　　也就是说一些相应的储存系统就非常重要，这样才能将使用进行高峰和谷值的平衡，有时候相应的能源的使用限制需要做的非常理想，另外当然也可能是核能，但是这从严格意义上讲并不是绿色的能源，电网我们需要有电解技术的支持，另外就是储存，储存可以是液氢，或者也可以有一些有机的载体，但是最便宜的方式仍然还是用一些相应的有机化学这种方式。其实中国在这个过程当中有很好的优势，在这边需要看一下电网在这个过程当中的应用是什么样的，以及它的相关循环。另外家用也是非常重要需要考虑的，我觉得这点已经有了它所相关的一些时间线的要求或者时间点的要求，其实说实话现在就潜力来讲，整个相应回归或者电力的回归到电网还是非常重要，成本其实也是相对比较理想的。 

　　在工业化来讲，氢的成本和煤炭相比或者和其他相比还是有一定的劣势，我们现在每一千瓦大概两分钱的成本，工业化会晚于民用慢慢发展，对民用来讲，一般有一些其他替代性能源，比如可以使用一些热力泵或者绝热、绝缘的方式，但是长远来讲需要看不同技术发展前景，工业化讲，工业使用来讲，我们主要考虑商业化排放需求，另外在交通方面，对于行业来讲是一个很好的切入点，慢慢进入到工业化使用，整个氢气过程当中就有这个优势。 

　　氢气讲的特别多，需要说怎么有效利用电力，我们看一下电力本身或者电池，电动车比氢能源用电效率更高，但有一定局限性，这也是当今技术的局限性，成本是一方面，另外现在电力电动车的续航里程也是比较重要的限制，另外重载卡车商业车应用也是一个限制，我们觉得这些领域都是氢能源可以发挥比较重大作用的领域，另外就是氢在运输以及整个相应的量能源的密度比上，其实也会更高，另外就是对于电动车来讲，充电其实速度是远远赶不上氢填充的速度，现在我们虽然有非常快速换电的技术，仍然觉得氢是比较好的一个能源。 

　　现在还有一些甲烷的储存，甲烷现在其实还是并没有太大的一个发展和重视，所以其实应该尽可能多的去使用氢气，在甲烷的基础之上我们可以去发展更多的一些其他的一些基于甲烷的相应的能源。 

　　这个能量效率有时候可能对于我们整个相应的能量效益来讲，不一定特别高，但对环境来讲还是比较不错的，但我们确实不知道对未来它的一个潜力在什么地方。 

　　这张表格其实给我们展示的是长期储存的重要性，其中讲到的一点就是每一年这样的一个相应的利润度，我们在这个过程当中，相应的每一年的利润成本有这样一个关系，中欧是蓝色的，橙色是德国的一个情况整个欧洲情况是黑色这条线，我们可以看到，中欧或者中德，和德国一样受到了影响，其实没有什么区别，也就是说在德国可以从其他的盟国这边获得能源的进口，所以我们在整个能源系统当中自用的比例是10%左右。  

　　当然我们需要储存才能将能源进口，或者我们需要一个货车，这样的运输是非常好的工具，可以克服储存不足的情况，当然现在还没有讨论到这一点，到底有多少这样的一些相应的应用呢？现在其实中欧包括德国，还有整个其他欧洲还有德国，有两周的时间间隙期，进行相应的考虑，或者一般来说有这样两个月的一个缓冲期来去进行能源的调配，我觉得这个非常重要，我们需要确保能源的安全性。另外就是所有红色的都是我们说的一些储存的设备，其中包括其他的运输、相应的分布，现在我们的整个能源系统当中储存的非常多的，如果讲到欧洲的话，其中对于我们自己整个相应能源分布的影响还是非常巨大的，我们需要看一些非再生能源对于总体能源来讲做出一个非常重要的补充。 

　　另外还有一个非常重要的点，成本对比，比如运输领域不同能源相关的成本对比，右边我们讲到固定的装置，能源的使用，它的成本，其实这边展示出来在运输行业氢能源有非常大的潜力，因为千瓦时，一千瓦时的汽油是八分，如果氢能源才五分钱，还是非常有优势的，如果用这样的一个天然气，比如说是87%的使用效率的话，如果说把它用在这个地方运输行业效率是30%，电池效率是60%，可能在未来会上到70%，从成本这个角度来看大概是每一千瓦时一度点是七十分，这个过程当中我们已经看到其中巨大的差别，也就是说运输其实对整个氢气的市场化来讲非常重要的一个因素，因为它可以保证我们的高收入，另外就是氢气能帮助我们降低整个运输的成本提高它的利润，而且还可以减少二氧化碳排放。 

　　商业电解其实是非常重要的一个技术，这边就不做赘述了，现在我们主要关注的是KOH，然后PEM，其实这个技术很不错，但它不是唯一一项电解技术，其实现在质子交换膜已经用了非常的成熟，仍然还有很多潜力在开发过程当中的技术，一般来讲2030年左右，大概可以看到成本会大幅的降低，在这边我们已经列出来相关的数据，这个过程当中有很大的一个机会可以应用其他相关技术。  

　　SOP其实是我们最后相应的阶段，当然这里面有一些相应比较昂贵的原材料，需要进行进一步优化，才能将这个技术做的更成熟。 

　　能源储存这边有不同的选项，比如说有这样的管道储存，在地表是700P的压力，在这其中有不同相应的选择，但是储存这些选项都比较昂贵，所以我们一般讲到20到280欧元每一立方这样的成本。  

　　我们还有一些其他的选择，可以用纯气体的储存设施，大家可以看到在这边还有一些缓冲气体整个工作体系还有气体的质量等等都会受到影响，并且它的过程可能会比较慢，因为我们需要把它放到一些具体的储存空间当中，所以它不能进行相应的处理，并且在储存过程当中只是季节性，过程当中发现没有办法频繁使用去储存或者获取，并且跟这个相比首要的缓冲气体更少，这里可以看到，他们会需要缓冲气体，但是如果再延续的话密度会更高，其他条件都一样情况下成本会更高，还有这里可以看到缓冲气体大概在20%-30%左右，这边的机会可以忽略不计的，可以达到大概是10/70立方米，大概在40CT每千瓦小时这样的装机容量，如果把这些气体液化，可以看到包括大概是25%的比例，在这20%当中，跟我们之前讲到的压缩气体储存方式基本类似的，所以现在最大的是一个七千瓦每公斤，并且它可以用在当下集中的这样一个工程使用，这个时候需要的就是大概几百个千瓦的这样一个容量，这样就可以满足我们当下的需求和容量的一个需求，包括对我们未来的可再生能源系统的使用。 

　　如果能很好进行优化的话，我们需要取得一个平衡，通过优化性的程度，同时如果有潜力的话，还有一些可再生能源，为什么要把液化氮进行优化，可以帮助我们使用更多能源，并且效率也会大大提高，会帮助减少过程当中损耗，并且这两者同时可以实现，所以非常非常重要的。 　 

　　另外一个选择就是可以用在一些载体上，这里大家可以看到，储存密度大概是在6到8吨，这个选择相对来说更加贵一点，这个解决方法相较于液氮来说也是可以很好的帮助我们大大去承载，并且它的储存大概是6-8的储存密度。  

　　关于储存整体来讲，这是我们同事给到一个方案把氢根据流量，根据运输距离，这可以看到哪些范围内可以进行氢的运输的覆盖范围，这里大家可以看到，如果大多数都用气体，这个地方是用气体的这样一个量，这边用管道来输送气态的氮，可以看到传输的距离，我们可以看到所有区域都是由气态的氮的管道可以覆盖的。我们在德国也研究整个管道研究系统，尤其在相应的经济条件下，以及我们需要的投入和对整个能源系统的影响，并且在德国我们已经有了相应的管道系统，所以不需要进行全新的投入，可以使用，大概80%-90%的覆盖率，取决于这个地区的基础设施，可以有很多基础设施系统可以使用，也会大大降低成本，可以使用现有天然气系统也会给液化氮或者汽化氮运输带来很方便的过程。 　　 

　　为什么使用气态的管道进行运输，气态的管道还有液态的管道，还有液态管道加上一些脱轨，这几种不同的方案，可以用液态氮卡车进行运输，这也是一个选择，这里需要关注的点，我们也去研究了在500P压力下整个运输的效果，一直到200P的运输的条件，最有效的一种方式我们发现，这样的混合系统用气态的管道加上脱轨，这边也做了相应的移动研究，对这三种不同类型，差别并不是很大，这里我想说的话，如果是两千等级的FCEV和100万级的FCEV相比，可以看到累计的投资量变化，这边也可以看到区别，包括在这个二氧化碳的配方上，有更高的二氧化碳的排放量，同时如果要看这个氢，尤其长期来看，氢的储存和生产效果，它的成本可能会更高，但是这里可以看到尤其针对高密度的，有时候会出现很多问题，因为刚开始使用的话肯定需要提供比较高质量的氢，同时在这个区域过程当中要能实现很好的转换，还有跟其他系统对接的过程当中，要实现相应的灵活性。 　　 

　　最后我想讲的就是关于现在比较集中化的，尤其和中国比较类似的，在蒙古国我们也可以那边生产很多能源，也可以去，德国整个系统是非常非常集中化的，较以往任何时候都集中化，主要大多数节点集中在德国的北部，这边所有的海岸都在这边，所以我们有很多海上风能源可以使用，除此之外这边有一些港口，海外的氢也可以通过港口进口到德国，我们氢的使用非常集中化，除此之外还有额外管道的网络，这边我想给大家分享整个德国的管道氢储存的情况，非常感谢我们整个团队在这个过程当中做的贡献，同时感谢大家的聆听和关注。