清华大学金勤献：氢能对中国提高能源体系安全、实现碳中和具有极高战略价值

11月16日，以“坚持双碳战略方向，确保能源体系安全平稳转型”为主题，由中国新闻社和能源基金会主办的国是论坛之“能源中国”研讨会成功举办。清华大学副秘书长、北京清华工业开发研究院院长金勤献在会上表示，氢能对中国提高能源体系安全、实现碳中和具有极高战略价值。

“中国将秉持人类命运共同体理念，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”金勤献认为，中国有全球增长最快能源和环保需要，具有巨大独特的市场优势。

金勤献指出，氢能是碳中和的主力军。其中，在工业领域，氢能将在原料和热源的替代方面扮演主要角色；在交通领域，长途重型运输脱碳作用较大；在能源领域，分布式电力系统、储能等方面将发挥重要作用。他预计，中国2050年氢能需求为8000万吨，CO₂减排8.7亿吨。

“绿氢需求推动了可再生能源需求的巨幅增长”，金勤献说，预计中国2050年CO₂排放降低到58亿吨，相对峰值减少77亿吨，其中氢能应用减少8.7亿吨排放，2060年达到碳中和，预计碳排放再减少30亿吨，其中氢能应用减排量3亿吨，占总减少量的10%以上。

“如全部采用可再生能源水电解制氢，需要可再生能源年发电量约350万亿度，是2018年可再生能源发电量1.9万亿度的180倍”，金勤献分析。

“可再生能源和氢能共同支撑能源转型和产业绿色升级，”金勤献说，中国从以煤炭为主的高碳能源体系，跨越以石油天然气为主的低碳能源体系，直接进入以可再生能源为主的绿色能源体系，需要综合替代原有石化能源的供电、供热、供料三个生产要素，才能实现能源结构的真正转型，简单的电力替代，不可能实现“碳中和”。

在国际合作建设各领域氢能产业示范区方面，金勤献介绍了河北张家口氢燃料电池商用车示范区和北京大兴氢燃料电池物流车示范区。“2018年至2020年间，张家口已经有250辆燃料电池公交车在运行，累计完成载客量3400万人次，累计运行1000万公里。2022年冬奥会期间将投入850台燃料电池车辆作为冬奥会的服务保障车辆。”他指出，“目前，按照北京市的规划，北京大兴氢燃料电池物流车示范区内氢能运营的物流公交、车辆达到3000台以上。”

“依托中国丰富可再生的风光资源，建设项目专用的可再生能源风光电场，项目全部用电均来自建风电厂，开展低成本可再生能源制氢和可再生能源本地消纳的示范。”金勤献强调，“与国际领军企业和中国电解水装备企业合作合作，建设全球规模领先的，波动条件下电解水制氢工厂，从源头为绿色工业生态构建提供坚实的用氢保障。”

在可再生能源直接耦合制氢方面，要综合应用能源互联网技术，构建本地独立微电网，直接采用绿电制氢，结合储能系统，实现风光储氢灵活互补。

将氢能应用于钢铁生产是钢铁产业低碳绿色化转型升级的有效途径。金勤献说，中国钢铁行业90%以上的产能是采用高炉技术生产的长流程钢，碳排放占年全国二氧化碳排放总量15%左右。预计2050年，废钢循环的短流程钢将占中国钢铁总产量的60%，其中直接还原铁是短流程钢的重要组成。废钢循环和氢直还原铁技术结合，将构建完整的零碳排放冶金产业，为新能源等绿色行业提供零碳排放的绿钢。

数据表明，中国化工行业能源消耗占工业能耗总量28%，对于中国的化工行业而言，煤炭既是主要能源，也是主要原料，要实现完全脱碳，须依赖全新的零碳生产路线。金勤献认为，以氢气、氮气和碳为原料进行的合成反应，形成化工行业的主要产品，是化工行业零碳转型升级的重要路径。