氫經(jīng)濟泰斗的重慶緣
重慶面臨的能源緊缺和環(huán)境污染等問題,可望得到世界級“氫經(jīng)濟”泰斗級專家的支持而率先予以解決。
這個專家是生于重慶的蔣庭儀女士,和楊振寧同學(xué),曾就職于美國橡樹嶺國家實驗室、師從“氫彈之父”愛德華.特勒。12月19日,出于對家鄉(xiāng)的熱愛,她來到重慶訪問和考察,同時為直轄市帶來了一份厚禮——愿意在清潔能源汽車和環(huán)境保護等方面為重慶提供幫助和支持,并希望重慶方面與她和她的公司有實質(zhì)性的合作。
氫經(jīng)濟是一個極大的新的綠色經(jīng)濟增長點。重慶相關(guān)職能部門已經(jīng)感覺到了蔣庭儀來訪的重要意義,“我們可以近水樓臺先得月地在人才和科技引進、技術(shù)和經(jīng)濟合作或招商引資等方面得到蔣庭儀女士及其公司的實質(zhì)性支持和幫助。” 市政府參事室負(fù)責(zé)人說,“這對重慶是一個很好的機會。”
12月21日上午,重慶市科委主任會見了蔣庭儀女士,與她晤談科技合作等事宜,蔣庭儀同時對重慶大學(xué)列入重慶市重點科技項目的燃料電池等清潔能源項目進行考察,對與重慶的合作表現(xiàn)出了極大的興趣。
“從上世紀(jì)70年代美國通用汽車公司提出氫經(jīng)濟概念至今,新能源發(fā)展已經(jīng)艱難走過近半個世紀(jì),但目前尚無法全面投入應(yīng)用。除了技術(shù)上存在天然屏障,在1980年代因為世界能源危機得以暫時解決,在各種利益集團的意志左右下,氫經(jīng)濟發(fā)展出了停頓,客觀上阻礙了人類前進的步伐…… ” 12月20日,老太太在接受信報記者采訪時,道出了“氫經(jīng)濟”發(fā)展始末。
新能源:
石油替代品
實際上,現(xiàn)在多數(shù)人都對“氫經(jīng)濟”有所了解,因為這一概念的提出并非新鮮事物。
“氫經(jīng)濟”的實際含義,就是指以純氫做燃料的能源經(jīng)濟。最初提出這一概念正值全球能源危機,從當(dāng)時的國際態(tài)勢來看,由于中東地區(qū)民族解放運動的興起,使得包括美國、英國等西方發(fā)達國家的主要能源——石油的獲取,產(chǎn)生了極大的困難。在此情況下急需一種石油的替代品。“而氫是宇宙間最多的元素,同時純氫的效率與石油相比高出許多,更重要的是比石油價格低廉得多。”蔣庭儀博士舉出了一個很有說服力的數(shù)據(jù),來分析純氫被選中作為替代品的原因:石油的能量轉(zhuǎn)換效率為25%,氫燃料的能量轉(zhuǎn)換效率為60%。“再加上日益嚴(yán)重的污染問題,氫燃料的優(yōu)勢就非常明顯了。石油是碳氫化合物,其燃燒的實質(zhì)是氫與氧的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換。但在這一過程中,同時發(fā)生反應(yīng)的還有碳元素,導(dǎo)致這種能源使用過程中產(chǎn)生大量的一氧化碳和二氧化碳等有害氣體,而氫燃料最終產(chǎn)物是水,不會對環(huán)境帶來危害。”
二氧化碳的溫室效應(yīng)與一氧化碳對人體的危害性,正在引起國際上的廣泛重視,據(jù)蔣庭儀女士介紹,目前國際組織正在研究制訂各國二氧化碳排放限制的有關(guān)規(guī)則:“我了解的內(nèi)容是這個規(guī)則將按照各國人口及面積大小,設(shè)定不同的排放總量限制,當(dāng)一個國家的排放總量超過限制時,就必須向低于限制的國家購買排放量的指標(biāo),而購買則意味著排放超限的國家必須支付大量外匯。”
因此,廉價、環(huán)保和高效的氫燃料被最終選定為石油的替代品。之后,美國專家曾在上世紀(jì)70年代進行過一段時期的研究開發(fā)工作。
放下歷史陳跡不提,僅僅做一種假設(shè):倘若當(dāng)時這一進程始終堅持,也許人類對石油的依賴性將會早一天改變。
但歷史往往不會隨著多數(shù)人的意愿延伸。在研究工作持續(xù)不到十年之際,隨著能源危機的解除,這一進程又出現(xiàn)了停頓。
“到了上世紀(jì)80年代,隨著石油勘探技術(shù)的進步,大量新油氣田的發(fā)現(xiàn)和開采效率的提高,全球能源危機得到了暫時緩解,氫燃料的開發(fā)進程也被暫時擱置。”
石油公司:
難言之隱
究竟為什么環(huán)保、高效的氫燃料開發(fā)會在上世紀(jì)80年代出現(xiàn)中斷呢?
美籍華人蔣庭儀言簡意賅地揭示了其根本所在:“美國是最先提出這一概念,并代表著國際領(lǐng)先水平,雖然如此,美國政府的能源政策多半操縱在石油公司的手里。而新燃料的開發(fā),必然會帶來利益上的轉(zhuǎn)折,所以能源重點始終以石油為主。
以美國國內(nèi)石油平均石油價格計算(除注明外所有貨幣單位均為美元),目前其石油價格平均為2—2.5元/加侖(1加侖=4.546升),而通過電解水方式提取的每公斤氫燃料價格幾乎與之相等。但以其效率計算,如果要滿足美國汽車能源使用的標(biāo)準(zhǔn),即“一油箱燃料應(yīng)當(dāng)能夠使車輛行駛近500公里”,平均每輛汽車需加油14—15加侖,其價格總計為28—37.5元。而目前已在美國加州投入實驗的樣車,每公斤氫燃料可跑90多公里,所以如使用燃料電池(以氫燃料為動力的化學(xué)轉(zhuǎn)換裝置,其功能相當(dāng)于目前的內(nèi)燃引擎)裝置的量產(chǎn)車正式上路,則達到標(biāo)準(zhǔn)需5公斤燃料,總價最高僅為12.5元。
兩者差額巨大,即便是目前所有的石油公司將加油站全部改造為加氫站,兩種燃料近一半多的使用費差額,石油公司也不愿意接受。
另一方面,除了兩種燃料使用費用上存在利益差額之外,石油公司還需要重新投入大筆資金用于建設(shè)加氫站,蔣庭儀女士介紹說:“在通用汽車公司提出將整個城市加油站全部轉(zhuǎn)變?yōu)榧託湔镜南敕ㄖ?,有調(diào)查公司曾就這方面所需投入進行過深入調(diào)查,最終的報告顯示,如果按照每2英里(1英里=1.609公里)建一個加氫站的標(biāo)準(zhǔn)進行,要將美國10個重點大城市覆蓋完只需20億元左右。”
但美國不止10個大城市,所以這筆費用的總量也遠超過這一數(shù)字。而且除了這兩個數(shù)字之外,意味著石油公司們平均10億元/個的煉油廠也將成為歷史遺跡,雖然記者未能查詢到美國究竟有多少座煉油廠,但至少可以相信,這三方面的數(shù)據(jù)相加,肯定是個天文數(shù)字,即使這些年以來,美國的石油巨頭們以成若干倍的利潤增長,但實力再雄厚,一旦要付出這么巨大的成本,確實需要好好思量才行。
汽車公司:
琵琶遮面
同時對氫燃料抱以“雞肋”態(tài)度的利益方還有眾多的汽車公司。雖然“氫經(jīng)濟”概念最早提出來的是汽車公司,而且投入大量資金用于研發(fā)工作,但最后和石油公司一起,成了最不情愿看到石油被替換的兩個行業(yè)。
在一些專業(yè)汽車雜志上,已經(jīng)不難看到有關(guān)燃料電池汽車和混合動力汽車開發(fā)進程的有關(guān)報道。但對于汽車公司來說,他們在大量投入研發(fā)和倡導(dǎo)新能源經(jīng)濟的同時,也如同懷抱琵琶半遮面般不希望盡早將氫燃料汽車投入量產(chǎn)。
當(dāng)然,一方面是生產(chǎn)成本的成倍提高問題,由于燃料電池在汽車上的應(yīng)用尚處于研發(fā)階段,所以這種新動力汽車的造價也非常驚人。蔣庭儀女士說:按照美國汽車成本的計算方式,即每單位功率50元成本計算,一輛普通轎車的功率約為110千瓦時左右,其成本價格則合計為5500元。而目前的燃料電池汽車單位功率造價成本則高達2000元,一部汽車的成本總價達到了220000元,以此價格可以估計,這種汽車的銷售在一定時期內(nèi)會難以被市場接受。
當(dāng)然,與石油公司相對應(yīng)的,汽車公司在現(xiàn)有內(nèi)燃機車方面投入的大量資金將付之東流,同時也因為新能源應(yīng)用技術(shù)在目前汽車的性能方面尚未完全達到同等水平,而這些原因,必然導(dǎo)致了汽車公司的極不情愿。
電力企業(yè):
制造屏障
除了汽車產(chǎn)業(yè)之外,氫經(jīng)濟涵蓋的行業(yè)面相當(dāng)廣闊,其中受到影響的另一大行業(yè)是電力企業(yè)。
蔣庭儀女士的實際想法,是希望通過介紹,使更多的人了解未來氫能源所具備的巨大潛力,并推動能源科技的大跨步發(fā)展。因為從總趨勢上分析,能源的替代是歷史必然,而氫能源的粉墨登場,也絕非偶然。它除了高效、廉價、環(huán)保之外,另一大特色就是安全。
據(jù)介紹,1980年代的停頓之后,到1996——1997年,因美國國內(nèi)一次核泄露事件及前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站泄露事件,使人們逐漸認(rèn)識到能源的安全性問題。由于這兩個事件的推動,氫能源越過石油、核能成為新能源替代的首選。而之所以成為首選,除了汽車,還在于它在電力方面的廣闊前景。
蔣庭儀女士引導(dǎo)記者回憶了去年美國幾大州相繼出現(xiàn)的大面積停電事件。“現(xiàn)在美國各地都在建立區(qū)域性電網(wǎng),而氫經(jīng)濟的可再生能源系統(tǒng),能夠很好地克服原來電力系統(tǒng)存在的弊病。”
之所以興建區(qū)域性電網(wǎng),目的除了避免因傳輸造成的電力損耗,同時也是為了防止因局部狀況引起的大面積停電。“中央發(fā)電廠將會逐步被地區(qū)性中小型發(fā)電廠替代,而且今后不再需要聯(lián)網(wǎng)發(fā)電。這也是電力發(fā)展的必然趨勢,利用雨水、太陽能、風(fēng)能或潮汐能等可再生資源進行氫能源發(fā)電,將可以解決因聯(lián)網(wǎng)發(fā)電存在的一些痼疾,同時也更加環(huán)保和持久,因為石油和煤炭都是不可再生的,而氫能源是利用可再生循環(huán)的,這當(dāng)然也就避免了因能源轉(zhuǎn)換的必然環(huán)節(jié)產(chǎn)生的能源依賴現(xiàn)象。”
利益所指,則必然產(chǎn)生矛盾。電力企業(yè)自然不會希望短期內(nèi)淘汰目前的利益格局,并為之付出大量成本進行改造。因此這些氫能源發(fā)揮最大優(yōu)勢的所在,也都遇到了各種利益的糾葛,并最終導(dǎo)致西方國家新能源發(fā)展的人為屏障。
技術(shù)瓶頸:拿什么儲存
當(dāng)然,除了人為的障礙之外。氫能源的應(yīng)用同樣面臨技術(shù)上的瓶頸。
“目前最大的瓶頸就是氫燃料儲存方式的問題。”蔣庭儀所指的儲存方式主要是指氫燃料應(yīng)用到汽車技術(shù)方面:“氫氣是所有元素中最輕的氣體,所以它具備體積大等特點。這都為儲存方式帶來了極大考驗。”
盡管存在技術(shù)上的難題,但蔣庭儀女士對氫能源的應(yīng)用依然抱以極高的信心和熱情。從她此行的目的來看,除了探親,她還將向重慶推薦新能源的應(yīng)用技術(shù)。而在到達重慶之前,她已經(jīng)在海南省做過一次推廣活動,并提出希望與海南共同合作進行新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。所以此行她的另一身份是“美國德士古奧范尼克氫系統(tǒng)公司技術(shù)總裁”。
與美國相比,她認(rèn)為中國更應(yīng)該投入到新能源開發(fā)中來。“中國目前的能源危機問題可以通過這一技術(shù)的應(yīng)用得到極大程度的緩解。與美國相比,中國沒有那么多利益沖突的包袱,而且不應(yīng)該在那么多已過時的能源上投入大量經(jīng)費。”
對于新能源開發(fā)的研究費用問題,蔣庭儀女士認(rèn)為這方面投入并不是很高:“我們的研發(fā)工作是由石油公司和汽車公司,以及政府共同投資進行的,其花費主要用于兩個方面,即氫氣儲存和燃料電池的研發(fā)。前者的投入大約為7000萬元,后者則約2000——3000萬元左右。相比之下,一個煉油廠的投入要高出許多。”
如果再將技術(shù)應(yīng)用方面所需如加氫站等方面的費用相加,也顯然不及中國為進口石油所付出的成本。“而且,氫能源所需的原料就是電和水,都可以通過再生方式循環(huán),減少原料的依賴性,因此這種新能源才會被稱之為廉價、高效和環(huán)保。”