氫燃料電池

水氫機是氫能利用比較靠譜的解決方案

第一電動大牛作者廣東合即得 2019-08-27 07:55

氫能被譽為21世紀“終極能源”的氫能具有來源豐富、質量能量密度高、清潔無污染、與電能方便相互轉換等優(yōu)勢特點，當前世界各國都在加快氫能的開發(fā)和利用，氫能產業(yè)市場前景廣闊。

氫來源廣泛

按照能源的發(fā)展趨勢預測，氫能將是重要的能源形式。從人類能源的發(fā)展史梳理，從不發(fā)達的牲畜糞便、秸稈茅草到石油、煤炭、天然氣能源，我們可以看到能源的形式是由固體逐漸向氣體轉變，可以預見未來氫氣將和天然氣一樣，成為重要的能源形態(tài)。

氫能具備清潔優(yōu)勢。從生命周期的角度來看，氫能的來源就是氫氣，那么只要有太陽能、光能、核能等綠色清潔的一次或二次能源就可以制成氫氣，最后通過反應產生氫能。另一方面，氫能在儲能方面，可實現持續(xù)供應、遠距離輸送、快速補充，氫能可以將太陽能、風能等不穩(wěn)定的可再生能源儲存起來，是一種優(yōu)秀的儲能介質。

氫能產生的方式主要是燃燒和燃料電池電池中的電化學反應，其中燃料電池系統，具有高效、安全、清潔等優(yōu)勢，被譽為是氫能最佳利用方式。并且隨著技術不斷突破和成熟，氫燃料電池技術已大面積普及，并在多個應用領域進入商業(yè)化運營階段，為氫能的利用運作提供了技術支持和保障。

氫能應用的首要方式是交通工具

目前，氫能產業(yè)已經進入高速發(fā)展階段，很多發(fā)達國家都發(fā)布了重要的氫能發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。

美國計劃2030年部署超過10萬輛燃料電池貨車，2040年全面實現“氫經濟”目標;歐盟以實現2050低碳經濟戰(zhàn)略為目標，計劃2025年基本實現燃料電池商業(yè)化應用，建立相對完善的分布式氫能基礎設施體系;日本致力于打造“氫社會”，計劃2020年擁有4萬輛燃料電池汽車，2025年燃料電池在家庭發(fā)電、汽車出行等領域實現商業(yè)化應用等等。

從全球氫能產業(yè)發(fā)展看來，氫能開發(fā)利用進入商業(yè)化應用階段，已在交通、發(fā)電、軍事、航天等領域實現氫能及燃料電池技術產業(yè)化突破，其中燃料電池電堆成本、功率、可靠性、耐久性及環(huán)境適應性等指標已達到商業(yè)化應用水平。從國家層面來看，日本是氫能源發(fā)展最為積極的推動者。

我國氫能發(fā)展的現狀

我國的氫能開發(fā)和利用已上升為國家戰(zhàn)略。2012年，國務院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》，明確提出“燃料電池汽車、車用氫能源產業(yè)與國際同步發(fā)展”的戰(zhàn)略目標。近年來，國家從戰(zhàn)略、產業(yè)結構、科技等方面相繼發(fā)布了《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016—2030年)》《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策，將氫能的綜合利用作為重點發(fā)展方向，引導并鼓勵發(fā)展氫能及燃料電池產業(yè)。

2019年《政府工作報告》提出，“推動充電、加氫等設施建設”，首次把氫能源寫入《政府工作報告》。

氫能產業(yè)發(fā)展面臨著什么問題？

頂層設計和管理體系有待清晰。目前在國家層面，還沒有專項的氫能發(fā)展規(guī)劃，缺乏專職機構統籌管理，關于氫能發(fā)展和推進時間進度表還不清晰，相關配套標準和管理辦法還未發(fā)布，如氫氣價格、燃料電池補貼等相關政策還遲遲未出臺。

社會認知和發(fā)展理念亟待統一。當下，社會各界對氫能的認知程度差異較大，部分政府、企業(yè)和群眾對氫能還沒有客觀、全面的認識，在產業(yè)導入初期，政策導向和發(fā)展方向還不明確，導致落地項目的產業(yè)發(fā)展阻力較大，制約著氫能的廣泛利用。目前，國內將氫氣作為?；饭芾?，尚未將氫氣納入能源產品管理，導致制氫、加氫和加氫站建設等環(huán)節(jié)相關標準和管理辦法還不夠明確和統一，產業(yè)的發(fā)展制度保障還不完善。

產業(yè)發(fā)展的經濟效益亟待改善。從產業(yè)鏈來看，氫氣的價格成本還居高不下，氫能產業(yè)處于商業(yè)化前期，尚難通過規(guī)模化降低制氫成本。同時，加氫站建設成本也較高，投入回報率低，不具備經濟效益，推行難度較大。并且在燃料電池環(huán)節(jié)，產業(yè)化尚處于早期，經濟性短板突出，主要是氫能及燃料電池部分關鍵零部件、核心原材料環(huán)節(jié)上國產化缺失，進口依賴度高，導致價格居高不下。

氫能利用比較靠譜的解決方案

從傳統的罐氫產業(yè)鏈上來看，氫能的發(fā)展痛點非常多，其中最突出的就要數加氫基礎設施的布局，主要表現在建設成本高、數量少、存在安全隱患等。日本豐田燃料電池專家就說過生產一輛燃料電池汽車不難，難的是如何布局完善的加氫網絡，可見，加氫站的建設問題在氫能產業(yè)非常先進的日本也是無法避開的現實問題。因此，要從全產業(yè)鏈的角度去考慮目前氫能產業(yè)存在的問題，并鼓勵發(fā)展多種產業(yè)路徑。

在傳統的氫能與燃料電池路徑中，制氫與用氫是分開的，需要依賴氫氣的壓縮存儲運輸才能實現燃料電池的終端用氫需求。然而，水氫技術路徑是氫能與燃料電池的一體化、小型化和智能化路徑。在該路徑中，制氫技術向小型化、高純化方向發(fā)展，燃料電池向低溫方向發(fā)展；甲醇水重整制氫技術與燃料電池發(fā)電技術得到高度集成，高效的智能控制系統實現了氫氣的即產即用，并為燃料電池發(fā)電提供可靠的高純氫氣。

一臺小小的水氫機便可輕松實現氫能的即制即用，讓難以儲運的氫能隨時隨地動起來，氫的使用成本降低，更加安全可靠，也不需要配套的加氫基礎設施。水氫技術讓用氫變得簡單，可實現氫機的即產即用，是特殊且比較靠譜的氫能與燃料電池落地方案。