四点理清我国氢能发展之路

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在近日结束的“2019中国电动汽车百人会论坛”上,多位领导专家发表了对我国氢燃料电池产业的看法和建议,从中不难看出“氢能时代”即将来临,行业迎来规模化、商业化发展机遇。

人类过去百年的能源进化史,本质上就是碳氢比的调整史,氢含量不断提高,能量密度也随之不断提高。氢气基础能量密度是汽油的三倍。

因此,未来从碳能源转向氢能源是大势所趋,氢能源有望成为下一代基础能源。

氢燃料电池在能源密度和快速充氢上具有优势,发展前景较好,但存在技术难题。中国石化经济技术研究院专家指出,目前的主要问题包括氢气和电池(催化剂)生产成本高、储氢材料量产及成本降低难以实现突破等。

从长远看,包括氢燃料电池车在内的新能源汽车的关键技术终将实现质的突破,将从根本上改变目前以石油为基础的能源格局。

石化企业可在氢气供应、加油加气-充电-加氢一体化运营,以及汽车轻量化材料、高端化材料开发方面适时介入新能源汽车产业链,实现石化产业链的转型与调整,培育新的利润增长点。

未来能源的替代可能

“发达国家把氢作为能源管理,创制了科学安全的氢加注站建设和车载氢罐技术标准及监测体系,有力地推动了燃料电池汽车商业化。建议借鉴先进经验,尽快破除标准检测障碍和市场准入壁垒,加强和完善氢能生产、储运和供销体系建设,及时的推动燃料电池产业的产业化。”全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢在中国电动汽车百人会(2019)论坛中表示。

迄今为止,人类历史上已发生过两次能源革命。第一次能源革命是煤炭取代木材成为主导能源,第二次能源革命是石油取代煤炭成为主导能源。

尽管目前化石能源仍居主导地位,但是考虑到化石能源资源的紧缺性日益凸显,汽车排放造成的环境污染和石油资源枯竭正日益加剧,寻找清洁的替代能源是每一个国家必须解决的问题。

燃料电池完全不进行燃料燃烧,而是通过电化学反应直接将燃料的化学能转化成电能,因此能量转化效率可高达45%~60%,约是内燃机的两倍,随着技术的进步还可以更高。

氢燃料电池汽车不排放硫化物、氮氧化物等有害气体,也不产生温室气体二氧化碳。氢燃料电池汽车不存在纯电动车充电时间长、续航里程短的弊病。

早在20世纪60年代,燃料电池就因其体积小,容量大的特点成功应用于航天领域。

进入70年代后,随着技术的不断进步,氢燃料电池逐步被应用于发电和汽车。

如今,伴随各类电子智能设备的崛起及新能源汽车的风靡,氢燃料电池主要应用于固定领域、运输领域、便携式领域等三大领域。

目前氢燃料电池的主流发展方向是氢燃料电池汽车。燃料电池直接将燃料的化学能转化成电能,能量转换效率高。相比纯电动车搭载的动力锂电池,氢燃料电池质量轻,补充能量的时间短,加氢只需3至5分钟,续航里程长,大于600千米。

面对需求缺口,中国欲“弯道超车”

据了解,氢能源公交车加一次氢气只需要5~10分钟,一天只需加氢气一次,能跑400公里。

从第一台燃料电池车1966年问世,历经31年静默期,美日和欧盟重新认识到,氢燃料电池除了军工国防的作用外,还能广泛应用在能源互联网、新能源汽车等领域。

于是2000年前后,燃料电池汽车的应用开始被发达国家所关注。

在那之后,一些国家通过建立能源法案、能源战略、技术路线图等途径,积极发展氢能源在内的清洁能源,尝试以此减少对传统一次能源的依赖。

从全球加氢站建设来看,国外加氢站设施建设更为完善,发展较为迅速。

目前,大力发展燃料电池汽车加氢站的国家主要由美国、德国、日本,并制定了长期的发展规划,其中日本成为世界上加氢站最多的国家。

据统计,全球目前建成的加氢站已经超过了300座。相比国外,我国加氢站发展较为滞后。

近年来,我国对发展氢能产业高度重视,出台了系列有利于氢能和发展的相关产业政策。2016年4月,国家发展改革委、国家能源局等联合发布的《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》,提出了能源技术革命重点创新行动路线图,部署了15项具体任务,“氢能与燃料电池技术创新”位列其中,标志着氢能产业已被纳入国家能源战略。

2016年6月,国家发展改革委、能源局、工信部联合发布《中国制造2025-能源装备实施方案》将燃料电池和氢能开发利用作为专门章节;被《国家创新驱动发展战略纲要(2016)》列为引领产业变革的颠覆性技术;2017年,国家能源局批准多项弃风弃光制氢储能项目;2018年1月,国家科技部已将“可再生能源与氢能技术”列入重点专项,积极加以支持研究。

从各国氢能源产业规划来看,多数国家是以氢燃料电池为突破口,逐步完善氢能源产业配套,并在2040~2050年实现氢能源社会。

国际氢能委员会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》显示,到2050年,氢能源需求将是目前的10倍,到2030年,全球燃料电池乘用车预计将达到1000万至1500万辆。

在这一轮新“竞赛”中,中国正摩拳擦掌准备“弯道超车”。

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