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最好与最坏:IEA发布《氢能与燃料电池前景展望》

供稿人:曾原  供稿时间:2005-12-16   关键字:氢能  燃料电池  燃料电池汽车  IEA  
2005年12月1日,国际能源署(IEA)最新发布《氢能与燃料电池前景展望(Prospects for Hydrogen and Fuel Cells)》报告。由Dolf Gielen和Giorgio Simbolotti为主完成的该报告,对氢能在未来能源供给多样性,以及限制二氧化碳排放方面的作用给予期待,同时,探究了氢能发展潜力和燃料电池在未来能源市场的地位。但从真正进入市场方面来看,报告认为氢能和燃料电池还需要实现重大的技术突破,在降低成本同时还需要政府的政策扶持。
 
报告认为,基于氢能的特点,用于车辆系统的氢能与燃料电池研发最为热门。而在众多车用能源可选技术方案中,氢能源燃料电池可能是最难实现的方案。这也吸引了全球政府和公司最大关注兴趣及空前的研发投入。目前,全球范围内有约400项的车用氢能与燃料电池示范项目在进行过程中。
 
报告指出,对于氢能与燃料电池,政府、公司和专家有着不同的观点和预期。对于车用氢能的生产、存储、运输、销售,燃料电池的不同类型,以及终端产品,其中存在着复杂的技术和工艺过程。同时,针对满足人们相同目标的潜在需求或部分需求,氢能与燃料电池也存在着其他竞争技术,比如双燃料汽车、各式的电能或混合动力汽车。因此,报告将试图给出包括其他技术运用潜力在内的氢能运用潜力的现实观点。
 
该报告分析认为,在最有利的条件得以满足的情况下,到2050年,全球30%的车辆将会以氢能燃料电池驱动,即大约7亿辆汽车的保有量。在报告产用的测算方案中,如此数量的汽油动力车辆的油耗量将为每天1500万桶,相当于那时全球油品需求的13%,或5%的全球主要能源需求。氢能燃料电池汽车的效率——比如使用质子交换膜燃料电池——是传统汽车能源的两倍还多,那么,氢能使用量将低于3%的全球主要能源需求。然而,也应该认识到,如果不是使用氢能燃料电池,其他如生物燃料、从煤和气中提取的合成燃料的低碳技术也能在环境政策扶持下节省如上数量的汽油消耗量。
 
报告预测,根据最有利的方案测算,到2050年,全球氢能使用量将达到每年1.8亿公吨,这要比当前氢能消耗量增长4倍多。
 
但如果按照不很乐观(less optimistic assumptions)的技术发展与政策实施的方案估计,氢能与燃料电池汽车不太可能实现大规模市场化的目标。届时,具有较低建设成本的燃料电池汽车将与以生物燃料、从煤和气中提取合成燃料等的车辆间会有的一搏。
 
同时,报告还提到燃料电池电站的未来发展。2050年,基于固体氧化物燃料电池(SOFC)和熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)技术的燃料电池电站将以分布式联合供电供热的形式,提供约2-3千亿瓦的能源,这相当于届时全球能源总量的2-3%。
 
报告还提到,对于那些尚处于初始阶段的高风险/高潜力技术的主要突破点的可能性,报告有所提及,但并没有详细说明。这些技术包括燃料电池的新概念和材料,固体氢能存储、运输、生产技术,以及光伏电池、生物能源,海水分离。这些技术急剧潜力,并将对未来的氢能和燃料电池,甚至整个能源系统的发展带来冲击。
 
在报告出版的对外新闻稿中,给出了该报告部分研究预测图。选登如下,仅供参考。
 
图1:氢能源车辆占载客及轻中型载货车辆市场比例预测
注:四根曲线代表欧洲航天局(ESTEC)四种预测方案下的结果。最高位曲线,表示预测方案最乐观。反之亦然。下同。
资料来源:Prospects for Hydrogen and Fuel Cells, IEA
 
图2:欧洲航天局对全球氢能需求量预测
资料来源:Prospects for Hydrogen and Fuel Cells, IEA
 
图3:欧洲航天局对全球氢能需求地区分布乐观预测方案
注:色块区域从下往上分别为欧洲、北美、太平洋经合组织、中国和其他地区
资料来源:Prospects for Hydrogen and Fuel Cells, IEA
 
图4:欧洲航天局对2050年单位氢能需求预测方案
注:四根柱形代表欧洲航天局(ESTEC)四种预测方案下的结果。最高位柱形表示预测方案最乐观。反之亦然。
资料来源:Prospects for Hydrogen and Fuel Cells, IEA
 
图5:欧洲航天局对2050年车用燃料需求预测方案
资料来源:Prospects for Hydrogen and Fuel Cells, IEA
 
更多报告内容可参考以下链接http://www.iea.org/bookshop/add.aspx?id=308以及IEA其他后续报道。
 

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