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中国可再生能源发展利用悄然崛起

http://www.sina.com.cn 2007年12月25日 09:28  科学时报

  作者:王静

  11月14日,在罗马举行的第20届世界能源大会上,中国国家科技部发展计划司副司长许倞获得了2007年“氢能经济国际合作伙伴计划”组织领导奖。

  中国在氢能经济领域究竟作出了哪些显著成绩,从而获得此项荣誉?与发达国家相比,中国氢能经济技术水平处在什么位置?带着这些问题,《科学时报》记者日前对许倞进行了专访。

  可再生能源增长超过整体能源消耗

  中国虽是发展中国家,但早在2002年就签署了减少温室气体排放的《京都议定书》,并于2005年该议定书正式核准生效之际开始履行义务。近年来,中国又陆续发布了《中国应对气候变化国家方案》、《中华人民共和国可再生能源法》等多个重要政策,明确了可再生能源发展战略及其路线图,并为此付出了巨大而行之有效的努力。

  许倞说:“在科技部、发改委、能源企业、汽车企业等相关单位共同努力下,我国在节能减排方面取得了一批高水平研发成果,风能、太阳能、水电已实现产业规模和应用的突破,兆瓦级风力发电设备基本实现产业化并规模化应用于风电场建设,太阳能电池转换效率不断提高,产品已出口欧美;氢能关键技术和燃料电池汽车研发紧紧跟踪国际先进水平,取得突破性进展;部分生物质能源技术已开始实现产业化。这些都为我国可再生能源的大规模发展应用打下了良好基础。”

  这位从事能源研究战略部署的政府官员对中国能源变化格局记忆清晰,一个显著变化就是,近些年来,中国可再生能源比例的增长超过了整体能源消耗的增长,而这一点已得到国际社会的广泛认可。

  据许倞介绍,中国2006年全国可再生能源开发利用量达到了2亿吨标准煤,比2005年增长20.5%,占一次能源消费总量的8%;中国目前氢气的年产量已达800多万吨,成为仅次于美国的世界第二大氢气生产国;中国计划到2010年总发电量中可再生能源发电的比例将提高到10%,可再生能源发电达到2亿千瓦,到2020年增长到3.6亿千瓦;中国正在为实现到2020年使可再生能源消费量达到总能源消费量15%的目标而努力。

  许倞援引德国环境部长于尔根·特里廷的话说,“这个因迅速增长而呈现出巨大能源需求的国家(中国),已成为可再生能源发展和利用的‘杰出典范’”。

  氢能研发如火如荼

  “本世纪氢能有可能成为世界新能源格局上一颗举足轻重的棋子,世界各国纷纷加大科研力量和发展资金投入。中国政府也高度重视氢能燃料电池和新能源汽车技术的开发和应用,并将其作为‘建设资源节约型、环境友好型社会’的重要举措,在氢能及基础设施技术、氢燃料电池分布式电站技术、氢燃料电池汽车技术和氢发动机技术的研究开发和示范应用中取得了实质进展。”许倞说。

  首先,氢能是一种高效清洁的二次能源,储量丰富,可以从化石能、核能、可再生能源中制取,有利于摆脱对石油的依赖;其次,氢能作为燃料,能在传统的燃烧设备中进行能量转化,与现有能源系统易兼容;第三,氢能通过燃料电池技术转化为电能,比利用热机转化效率更高,而且没有环境污染;另外,氢作为一种能源载体,可以与电力能源并重而且互补。

  许倞表示,自2003年中国科技部代表中国政府在华盛顿与美、日、俄等14个国家以及欧盟代表共同签署《氢能经济国际合作伙伴计划》(International Partnership for Hydrogen Economy,IPHE)参考条款以来,中国作为“氢能经济国际合作伙伴计划”的起始成员国之一,在氢能经济研究开发、相关领域的国际合作以及各种示范和对公众的宣传方面做了许多工作。中国在氢能开发技术方面悄然走在世界前列,并与美国、加拿大及欧洲十几个国家围绕氢能发展及示范展开了良好合作。本次“氢能经济国际合作伙伴计划”组织领导奖,即是相关国际组织对中国政府在该领域工作的充分肯定。

  “十五”以来,我国对氢能和燃料电池技术研究给予了稳定的支持。国家“863”计划设立了氢能技术和系统技术开发课题,“973”计划设立了氢能基础研究项目。科技部从2001年开始组织实施以燃料电池汽车研发为重要内容的“电动汽车重大科技专项”,作为“十五”的12个国家重大科技专项之一,国家投入近9亿元。2002年,中国科学院正式启动科技创新战略行动计划重大项目——大功率质子交换膜燃料电池发动机及氢源技术。随后,氢能及燃料电池技术也被《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》列为重点发展方向和工作之一。“十一五”科技部又分别在先进能源技术领域的氢能主题和现代交通技术领域的节能与新能源汽车重大项目中,安排了一批氢能研究开发与应用示范课题。

  11月11日,中国启动了“可再生能源与新能源国际科技合作计划”,由科技部和发改委联合重点支持氢能及燃料电池、太阳能、生物质能、风能、天然气水合物开发,并确立围绕制氢(太阳能、核能等)、储氢和输氢技术,新型燃料电池与燃料电池汽车技术等具体技术,开展基础研究、建立产业化示范、面向规模应用、促进国际交流和对话等工作。

  在科研中,中国一批大学、科研机构和企业以国家“863”计划“电动汽车重大科技专项”为背景,研究和开发具有自主知识产权的燃料电池发动机及氢源成套技术,大力开展与氢能相关的研究。科研人员在制氢技术、储氢材料和氢能利用等方面进行了开创性工作,拥有一批氢能领域的知识产权,其中有些研究工作已达到国际先进水平。

  上海神力与中科院大连化物所均开发了100kW客车用低压燃料电池发动机,系统的重量比功率超过150W/kg,在燃料电池关键部件膜电极技术和基础研究方面取得了突破,电堆效率超过50%;上海神力公司研究成功中空纤维膜增湿技术,提高了燃料电池的可靠性和耐久性,生产的燃料电池发动机已用于意大利和印度的国际合作项目;新源动力股份有限公司采用多种车用工况考核了燃料电池的寿命,并通过电极的改进提高了燃料电池在车用工况下的耐久性;武汉理工大学在CCM产业化方面取得进展,生产的膜电极产品获美国燃料电池用户3万片订单。

  氢能应用遍地开花

  许倞介绍,中国的氢燃料电池小型分布式发电单元已开始进行小批量试验示范运行。在联合国发展计划署和全球环境基金的资助下,科技部、北京市和上海市政府联合实施“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”,采用全球招标方式购买了3辆燃料电池公共汽车,已与国产燃料电池汽车共同在北京的示范线路上运行3年,这使中国成为第一个使用燃料电池公共汽车的发展中国家。今年11月,“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”二期项目(上海示范)正式启动。

  另外,科技部、北京市、上海市正在共同推动中国自主研发燃料电池汽车更大规模的实际示范运行,预计在2008年北京奥运会期间将有5辆燃料电池客车和20辆燃料电池轿车投入服务。2010年上海世博会期间,将投入更多的氢能源车辆进行展示和服务。结合示范运行,中国已在北京永丰科技园区建立了集制氢、储氢、加注、氢能技术科普展示为一体的氢能示范园;在上海汽车城建立了代表国际标准的样板加氢站,移动加氢车也已于几年前研制并投入使用。由中国工程院、上海大学等组织,上海宝钢等单位参加的上海市工业副产氢气资源调查及氢气制备技术研究课题进展顺利。

  结合示范运行和产品考核,中国在同济大学、清华大学、中科院大连化物所等相关单位建立了国际领先的、以动力型负载为特征的燃料电池发动机测试系统,开发出拥有完全自主知识产权的大功率燃料电池发动机测试平台,和燃料电池相关模块与材料的测试评价平台。上海燃料电池汽车动力系统有限公司和同济大学探索了一套整车及燃料电池发动机强化试验方法,研制的新一代动力系统平台在动力性能指标上得到较大提高。清华大学在实验室燃料电池堆快速评价方法方面取得了阶段性成果,结合“清能一号”车路试结果,验证了提出的燃料电池堆寿命预测公式的有效性。

  许倞最后提到,尽管中国在氢能和燃料电池技术领域取得了一系列成果,研发水平与日本、美国、加拿大、德国同属第一梯队,但中国氢能研究起步较晚,在基础研究、仪器设施、应用体系、开发路线、研发经费等许多方面与这些国家还有较大差距。因此,应加大投入、加强基础研究、加快突破核心技术,使我国氢能和燃料电池研究在世界竞争中处于有利地位。

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