近日，國家再次發表重要文件，要求深入推進碳達峰行動，推動能源清潔低碳轉型，堅決遏制高耗能高排放項目盲目發展，推進清潔生產和能源資源節約高效利用。對此，上海交通大學上海高級金融學院教授陳宏、上海交通大學上海高級金融學院黨委書記朱啟貴聯合撰文表示，液態有機儲氫或許可以突破清潔能源發展最重要瓶頸，該技術將在清潔能源廣泛使用和降低碳排放中起到關鍵作用。
中共中央、國務院近日印發《關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》（以下簡稱《意見》），《意見》要求深入推進碳達峰行動，推動能源清潔低碳轉型，堅決遏制高耗能高排放項目盲目發展，推進清潔生產和能源資源節約高效利用。
而在筆者看來，減排的一個最重要舉措就是發展清潔的可再生能源，主要包括太陽能和風能發電，這對于降低中國煤發電、降低碳排放非常重要。
#1
Part One
中國水電、太陽能和風能發電常常遇到棄水棄光棄風問題，主要是由于地理位置造成。中國大多數水光風資源分布在西南和西北偏遠地區，遠離需求巨大的經濟發達地區。
目前，主要解決方案就是鋪設更多電網，讓這些可再生能源盡量可以上網，通過電網使偏遠地區發電供應方與發達地區使用方匹配。
除了地區問題，水電、太陽能和風能發電另外一個主要問題就是供電時間周期性、不確定性。太陽能只是在白天晴天才有，風力也會變化無常。
目前，主要解決方案是用其他傳統能源調節。但當這些可再生能源發電占比變高時，這種調節就會很困難。
2020年，德國風電占發電總量27%。今年夏季晚期到秋季，德國缺電一個重要原因就是因為氣候原因風力太弱，傳統能源發電又受到天然氣短缺影響。
當可再生能源成為主要發電來源時，解決其供電時間上周期性和不確定性一個最佳、至少是重要解決方案就是儲能，依靠儲能來削峰填谷。也就是在發電高峰時將部分電能儲存起來，在發電低估時將儲存的電釋放出來。
依靠現有技術遠遠無法滿足未來儲能需求。美國能源部2020年12月有一個關于儲能的報告，標題是“能源儲存重大挑戰：能源儲存市場報告”（Energy Storage Grand Challenge: Energy Storage Market Report）。
這個報告分析了全球七個儲能主要技術包括鋰電池、鉛酸電池、抽水蓄能水電、壓縮空氣儲能、氧化還原液流電池、高壓和液氫、建筑熱能儲存。
按照這些現有技術，2018年全球總儲能量大約是5億度電，預測到2030年將達到大約25-40億度電。
這個儲量相對于可再生能源發電量占什么比例？按照維基百科數據2018年全球可再生能源總量是22萬9千億度（19.72億噸等量石油）。
這樣2018年全球總儲能量只占可再生能源產量萬分之0.218，即使按照2030年全球40億度儲能預測也只能占2018年全球可再生能源產量萬分之1.7。如果只是考慮水光風電，2018年總發電量是6048億，儲能量也只占比萬分之8.3。
隨著成本降低和技術成熟，光伏和風能發電可望廣泛應用，不會限于西部地區，會遍布全國。屋頂庭院都會存在，也就是分布式發電將廣泛存在。
這時光伏和風能發電時間上周期性和不確定性將成為一個重要瓶頸，解決這個問題必須依靠新技術，這是上述美國能源部報告還沒有提到的技術。下面筆者介紹一個如何通過氫大規模儲能的技術。
#2
Part Two
氫能可以成為清潔能源最主要的代表。氫規模巨大。我們知道水分子中有兩個氫原子，而地球表面70%被水覆蓋。無論是燃料電池通過電化學轉換成電，還是氫內燃機通過燃燒轉換成動力，它們的轉換過程使氫與氧結合而形成水，從而實現零排放。
現在，制約氫能使用的關鍵問題是如何儲氫。現有，主流儲氫方案也是上述美國能源部報告考慮到的方案，也就是高壓儲氫或超低溫液化儲氫。
這兩個方案的局限性報告中已考慮到，這里就不贅述。筆者推介一個最新的常溫常壓液體有機儲氫（Liquid Organic Hydrogen Carriers ，LOHC）技術。
簡單來說，這個技術基于一個稱為儲油的有機液體，它在一定溫度、壓力和催化劑作用下與氫反應形成一個新的含氫的稱之為氫油的液態有機化合物。這是一個可逆化學反應過程，氫油在一定溫度和催化劑作用下又還原出儲油同時釋放出氫。以此為基礎，我們可以有下列儲能方式。
用可再生（水風電）能源發電，當發電高峰或電無法上網情況下，通過電解水制氫。氫與儲油結合生產出氫油，這個過程猶如在煉油廠將石油煉成汽油。然后將氫油如運輸汽油一樣運輸到需要用氫的地方比如加氫站，用氫時通過一個化學裝置將氫從氫油中釋放出來，氫可以用于燃料電池，可以用于氫內燃機，氫可以用在固定設備上（如建筑物、數據中心的冷熱電三聯供），也可以用在移動設備上（如汽車、火車、輪船）。
與現有高壓和深冷液化儲氫技術相比，這個技術最大優勢就是安全、低成本、可以充分利用現有基于石油的基礎設施。
今年2月，全球最權威的國際組織之一——氫能委員會（Hydrogen Council）發表了由麥肯錫撰寫的報告“氫能洞察：氫能投資、市場發展和成本競爭力的觀點” （Hydrogen Insights – A perspective on hydrogen investment, market development and cost competitiveness） ，這篇報告首次提到這個技術。
日本千代田（Chiyoda）從2002年就開始研究這個技術，今年2月第一次利用LOHC將文萊氫氣運輸到日本用于發電。德國儲能公司Hydrogenious Technologies也在積極推動這個技術。
日本和德國為實現減排目標，致力于在風能和太陽能豐富的區域實現綠色制氫，利用LOHC將氫運送到下游應用端。
中國氫陽能源公司的液態有機儲氫LOHC處于世界領先地位。它們的技術在多個方面優于日本千代田和德國Hydrogenious Technologies的LOHC材料，表現在成本低、脫氫速度快、脫氫純度高。
由于儲氫材料性能限制，日本千代田和德國HT的LOHC材料只能用來運氫儲氫而無法直接用于交通工具。
而氫陽能源于2016年9月在武漢試驗成功全球首臺基于常溫常壓液態有機儲氫技術的工程巴士樣車。之后，它們又與多家車企合作研制了5代基于液體有機儲氫供氫系統的燃料電池巴士和卡車。到目前為止，仍然是全球唯一可以用于交通應用的液態有機儲氫供氫系統。
在筆者看來，液態有機儲氫或許可以突破清潔能源發展最重要的瓶頸，該技術的進一步開發和推廣將在清潔能源廣泛使用和降低碳排放中起到關鍵作用，應該引起更多關注和支持。
