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徐锭明:人类要拥抱氢能时代

国际能源网发布时间:2023-05-04 14:13:19

  第一次听徐锭明参事的报告是今年3月5日在中关村科学城的“中国氢能产业应用生态峰会”上,我惊讶于他对氢能的理解,毕竟对他的介绍是“原国务院参事”、“原国家发展改革委能源局局长”,徐参事今年已经77岁,而氢能产业是一个充满争议的“新兴产业”。

  相较我前几次与氢能圈外人士的沟通,徐参事对氢能的态度不仅不需要“说服”,而且远高于我的认知。叶思宇院士也提醒我”建议你给徐参事做一个专访"。最近会议太多,很多时间都在路上和会上,一些访谈都来不及整理,包括叶思宇院士的访谈,所以也还没有找到合适的机会来约徐参事的时间。

  4月23日中国汽研中心与社科文献出版社在北京发布《氢能汽车蓝皮书》(2022),我有幸再次聆听徐参事的报告,会后我们又在一起讨论了一些问题,再次被他敏锐的洞察力和高度的凝练力所折服。经徐参事允许,我将他对氢能的观点整理出来分享给大家,希望能够引发更多氢能产业的关注和思考。

  ——郑贤玲

  能源革命与工业革命相伴相随

  能源的变革与人类社会发展息息相关,自人类进入工业文明时代以来,能源成为世界的驱动力,并主宰着世界发展的方向。徐锭明概括说:可以说有什么能源体系就有什么工业体系,有什么能源体系就有什么军事体系,有什么能源体系就有什么金融体系,有什么能源体系就有什么社会结构,有什么能源体系就有什么生活方式。

  回顾人类工业文明的发展历史,能源革命和工业革命从来都是相伴相随,而能源与交通则是紧密结合在一起的。

  第一次工业革命是机器替代人,标志是瓦特发明的蒸汽机,驱动蒸汽机的能源是煤炭,蒸汽机带来的是铁路交通。1820 年,世界建成了第一条铁路,1863年建成第一条地铁。

  第二次工业革命核心产品是汽车、飞机,核心能源则是汽油和电,动力系统就是内燃机、电动机。其实,全世界第一个内燃机用的燃料就是氢能,全世界最早的汽车是电动的。

  第三次工业革命是信息革命,核心驱动力是计算机、信息化。第四次工业革命是大数据,核心技术是 AI、ChatGPT。这两次工业革命伴随着可再生能源和新兴能源体系的发展,可再生能源本质上是制造业高度融合的结果,是多种技术跨行业的高度集成构建的能源体系。

  工业革命和能源革命的关系大的逻辑下面有小逻辑。工业时代制造能源,从化石能源到光电能源,人类打造了三个能源帝国:

  第一个能源帝国是煤炭帝国,英国人主导煤炭能源并打造了煤炭帝国,成为“日不落帝国”。

  第二个就是石油帝国,是美国人打造的,基辛格说:“谁控制了石油,谁就控制了所有的国家”,美国打造了石油美元。

  第三个帝国是光电帝国,是世界的科学家和企业家打造的,其中三个代表人物是Edison、Tesla、 William,三个人进行斗争,最后Edison失败了。因为Edison搞直流电,还批评Tesla的交流电,说交流电是监狱里面杀人的武器(当时死刑是用交流电)。

  从1876 年煤炭成为主导能源到现在 200 多年,我们正迎来世界能源百年大变局,可再生能源替代化石能源已经成为必然。那么,在这个新的能源体系下会打造出什么样的能源帝国呢?徐锭明认为是新型的光电帝国、数字化能源帝国、生物质能帝国、风光帝国、氢能帝国、海洋能帝国、空气能帝国等等,这些可以统称为“绿色能源帝国”。

  “绿色能源帝国”的五大支柱

  绿色能源帝国是一个信息化时代构建的复杂系统管理体系,是第四次工业革命与能源革命共同构建的产业帝国,本次能源革命有五大支柱:

  第一大支柱,是可再生能源必定要替代化石能源。化石能源的有限性约束必然被打破,取而代之的是取之不尽用之不竭的光伏、风电和生物质等可再生能源。

  第二大支柱是分布式能源。千百万个建筑物未来都是能源生产单位,都是发电厂,在可再生能源主导下,能源必然走向分布式和微电网模式。

  第三大支柱是氢能和储能。可再生能源天生具有间歇性和不稳定性,需要储能和氢能来作为补充。

  第四大支柱是在新能源基础上的新型交通工具,包括汽车、船舶、飞机、轨道交通等等。

  第五大支柱是能源互联网,分布式能源并不是孤立的能源,而是要通过能源与信息等领域新技术深度融合,统筹能源与通信、交通等基础设施,建设“源—网—荷—储”协调发展、集成互补的能源互联网,使得智能化能源系统可以适应分布式能源发展、满足用户多元化需求,优化电力需求侧管理,提高电网与发电侧、需求侧交互响应能力。

  能源数字化将全面优化资源体系、提高整体效率、创新商业模式、重构能源市场,实现生命期价值最大化,助推新时代的数字经济,为新智慧经济奠定基础。

  徐锭明参事说:我们没有参与第一次工业革命和第二次工业革命,也没有机会构建煤炭帝国、石油帝国和光电帝国,但我们在数字能源的支持下可以打造可再生能源帝国、氢能帝国。数字能源构建高维度能源、太空能源、绿色能源、永续能源的体系。

  人类发展需要永续能源

  人类工业文明得益于能源,又受制于能源,环境污染、气候变化、能源战争、地质灾害使得我们赖以生存的化石能源成为人类的动力也成为地球可持续发展的掣肘。近百年来,人类致力于摆脱碳基能源与有限资源的约束,寻求清洁可持续能源的解决方案。

  关于“太空能源”,徐参事说,现在很多搞能源的都不知道,中国有三个航天家讲到了太空能源,包括旅行者1号,机遇号……高维度能源是要离开地球,四维、五维的能源……我们把这些所有统称叫作永续能源,人类可持续发展,要拥有永续能源。

  高质量发展是中国特色社会主义的本质,如何理解高质量发展,徐参事推荐了一本书《人性时代》,他说,这本书告诉我们为什么要高质量发展,“它告诉我们要睁开眼睛看世界,打开脑洞想未来,要重新思考人类的生存与发展。它告诉我们两点:第一,人类是大自然的一部分;第二,人类是一个生态系统,人类和地上所有的动物生物,我们生活在同一个生物圈,互惠同生。大自然不需要人类,但人类需要大自然。"徐锭明参事理解,要高质量发展,就需要重新审视什么在引领人类的文明。“我们要做地球的好儿女,当合格的生态人。”所以根据中央的精神,中国的高端发展是两句话,第一,绿色化发展;第二,数字化发展。

  绿色化发展支撑的是生态文明新时代,数字化支撑的是智业文明新时代。人们有工业、农业,现在是智业。所以两大支柱,绿色和数字。我们需要两条腿走路,绿色化的腿和数字化的腿。他说“绿色化谋生存,数字化图发展”,如同道和术,绿色是可持续发展的根本,没绿色化人类没法生存;数字化是人类可持续发展的方式,是实现绿色化的必由之路。绿色化和数字化是现代化国家的重要标志。

  八个思考构建“氢能帝国”

  早在2015年徐锭明参事就在《中国科技投资》杂志上发表了一篇关于氢能的文章《中国有可能率先跨入氢能时代》,2018年李克强总理到丰田参观Mirai生产线,氢能才被更多人所关注,后来党中央把氢能作为重要的战略能源写进了2019年的政府工作报告。

  我总以为资本市场对产业趋势先知先觉,但不得不说,比较起真正的产业研究者来说,资本市场其实更加功利,很少有人能够像徐参事这样在政策明朗前就预知并笃定氢能行业发展的趋势,我个人对氢能的关注比徐参事这篇文章晚了三年。

  文章开篇写道:“人类有识之士在上世纪就提出氢能利用和氢能时代的大目标,然而研发道路上种种困难,始终使人们感到氢能的利用若隐若现,氢能时代如同一幅美丽的海市蜃楼离我们还很遥远!”是的,很多人看氢都是雾里看花,而他当时就到具体的企业去调研,看到“氢能利用的成本中,有90%来自于氢的压缩、储存和运输”,看到科学家探索氢能应用的实践。

  实际上,徐参事更早在十五年前就关注到一家重庆的福利工厂两个技术人员在搞氢能,当时他就带了两个处长去看他们做的氢能小型发电机。

  徐参事对产业的观察也是追根溯源,他说,氢能并不是一个新东西,从1766年左右卡文迪什发现了氢之后,人类用氢已经100多年,争论了50多年。在卡文迪什之前,很多专家已经在用氢了,但是当时他们没有提炼出纯净的氢,没有给它下定义。直到1766年,卡文迪什最后定义什么叫氢,元素周期表的第一个,它的重量,它的密度,它的气态,它的气味,它的基本性质。

  氢能是广泛的概念,有固体、液体、气体,用途都是不一样的,所以我们必须要更高维度来看它。徐参事归纳了氢能八个方面的作用:

  第一,要理解氢能在我国能源革命中的地位和作用;第二,氢能在双碳工作中的地位和作用;第三,氢能在构建新型电力系统中的地位和作用;第四,氢能在现代化工业体系中的地位和作用,两年前徐参事就提出钢铁工艺要用氢能。第五个,氢能在现代化交通体系中的地位和作用;第六,氢能在现代化农业体系的地位和作用;第七,氢能在构建现代化社会中的地位和作用;第八,氢能在保障民生中的地位和作用。

  徐参事甚至了解了到长三角氢能研究院院长带队和农民在研究氢能和农业的事情,他对氢能的关注眼界非常宽,他认为这八个思考将推动我们打造建设中国的“氢能帝国”。

  我国从1967年开始研究燃料电池,衣宝廉院士在上世纪90年代便造出了燃料电池面包车。近年来我国氢能和燃料电池技术发展很快,燃料电池成本大幅下降、核心零部件基本实现国产化、燃料电池系统性能不断提高,氢能在很多领域的应用都有了突破,包括燃料电池飞机和氢内燃飞机都已经实现首飞,固态储氢也开始商业化应用,甚至通过二氧化碳+氢气采用高压电实现了人类第一次合成淀粉。

  更重要的是,中国拥有大量的工业副产氢和可再生能源。本次能源革命本质上是能源从资源产业转变为科技制造业,作为制造大国的中国,已经成为全球最大的光伏、风电和电动汽车制造大国,也有条件打造一个氢能和绿色能源帝国。

  氢能与ChatGPT的关系

  过去几年,一家做风险投资的企业总希望我的研究能够给予他们一些支持,无奈他们的关注点在"物理世界的秩序变革",即数字科技;而我的研究重点是“物理世界形态的改变”,即能源革命。但我们之间的沟通非常困难,及至氢能产业和ChatGPT分别成为市场的热点,我们已经无暇顾及对方的关心,几乎要分道扬镳。

  而徐锭明参事却提出氢能与ChatGPT的密切关系,他说:氢能汽车要紧密结合AI和ChatGPT,才能跟上时代要求。作为第四次工业革命浪潮兴起的标志,ChatGPT对整个人类社会都要产生变革性的影响。ChatGPT将带来所有行业的彻底颠覆,所有的企业将被洗牌,所有的商业模式都可能被改写。

  “人类正处在生产工具变革的前沿,残忍的淘汰已经开始,你不想被别人淘汰颠覆,那么你就去颠覆别人,氢能行业的颠覆已经开始。”徐参事感叹道:“我们从互联网+到ChatGPT,这是一个重大的颠覆,整整不到 20 年,ChatGPT就是各行各业的集合,将以ChatGPT的强大功能赋能行业的发展,各行各业都会主动融入这个时代的大潮,绿色氢能行业将走上未来能源舞台的C位。”

  绿色氢能登上未来舞台是今天铁的事实,ChatGPT+带来的颠覆将是明天的铁的事实。历史的阀门一旦被打开,那就不是谁人能够关上的,氢能的历史阀门已经被打开,ChatGPT的阀门已经被打开,两道阀门将形成河流,并将推动氢能的发展,也必将推动氢能汽车的发展。新的时代已经来临,在基础设施发生巨变的时代,在未来并不明确的开拓年份,胜利最终属于眼光独到,敢为人先的选手。

  今天的不可能,明天的理所当然

  纵观人类社会发展历史,人类文明的每一次重大进步,都伴随着能源的改进更替,这一次能源革命就是要把我们带入社会主义生态文明新时代。更重要的是,这个全人类的能源革命有一个很大的变化:

  能源的发展和能源转换过程中,人类经历了一个从无意识到有意识、不自觉到自觉、被动到主动的意识发展过程。这一次是能源转换,是人类主动地转换,和以前有根本上的不同。我们清楚地看到,人类能源正沿着从高碳到低碳、从低效到高效,从不清洁到清洁,从不可持续到可持续,历史轨迹由低阶到高阶,一步一步向前发展。

  当今氢能的利用和发展,充分展示人类是有意识、自觉地、主动地保护环境、应对气候变化、拯救地球,坚持走可持续发展道路的决心和意志。

  “科学无尽的前沿,视野无尽的扩展,人类的进化,认识无尽的未来与氢能的明天,我们不要说不可能,昨天的不可思议,今天的理所当然;今天的不可思议,明天的理所当然。”徐参事说:未来真正改变世界的不是某项技术,而是生态体系,人类从发明电到电慢慢地使用,整整花了50年;这一次ChatGPT看起来很近,实际上从1946年就开始了,只是1946年计算机发明以后没有累积成一个生态系统,所以当时没有人能够预期到它辉煌的明天。

  氢能经过上百年的发展,核心关键技术已经突破,氢能产业化的生态正在构建,目前最大的阻力来自利益集团和政策、标准,中国氢能的发展将打破电力部门的垄断,但就可再生能源载体来说,输氢比输电更加便宜,未来所有的可再生能源都要让它变成氢,就地消纳、就地发电、就地利用,大电网很难解决储能的问题,现在的储能不能解决跨区域跨时间的储能问题,所以,可再生能源变成氢将占很大的比例。

  氢能可以做到什么时候需要就什么时候发电,有了氢能后根本改变电力行业的规律,现在的电力系统是即发-即送-即用,未来是即用-即送-即发,靠什么呢?靠储能、靠氢。现在人们对氢的看法有两种,一种是终极能源,一种是核聚变(氢的同位素),也是氢的应用,所以,我们要拥抱氢能的时代。

  以蒸汽机为特征的机械化、以电动机为特征的电气化、以计算机为特征的信息化、以路由器为特征的网络化、以大数据为特征的智能化是人类社会的五个发展阶段。数字经济时代,要打造的将是以可再生能源为基础的,以数字能源为主体的数字能源帝国。它包括风光帝国、氢能帝国、数字光电帝国等,可以统称为绿能帝国和永续能源帝国。发展可再生能源将走向一个健康友好的低碳绿色的未来。

  对于当前国内政策引导定位燃料电池服务于商用汽车这件事,徐参事认为不应该是领导来选择,而应该是由市场来选择,包括技术的成熟度、市场的认可度、装备的可靠度应该让市场来选择。“氢能帝国”创新靠技术,创意创新靠市场。

  徐参事说,人类要拥抱氢能时代,对于未来,不是未来干什么,而是现在干什么,才会有未来。氢气未来的成本将降到微乎其微,比石油更便宜。(产业观察者)


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