“輕松”獲取氫能，助力氫能發(fā)展

2019-12-27 18:53

近年來(lái),國(guó)家和地方對(duì)氫能支持的增加,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景備受期待。氫能是一種綠色、高效的二次能源,具有熱值較高、儲(chǔ)量豐富、可再生、清潔無(wú)污染、來(lái)源多樣、應(yīng)用廣泛、利用形式多等特點(diǎn)。氫能既可提供能源,同時(shí)也可滿足資源、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展要求。燃料電池是氫能有效利用的最佳方式,它可把清潔的氫能直接轉(zhuǎn)化為電能,而反應(yīng)過(guò)程僅排放水和熱,是比常規(guī)內(nèi)燃機(jī)更先進(jìn)、更高效、更環(huán)保的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)。

氫能與燃料電池技術(shù)可真正實(shí)現(xiàn)零排放,氫燃料電池汽車被公認(rèn)為是解決當(dāng)今交通能源和環(huán)境問(wèn)題的最佳方案之一,代表著汽車未來(lái)的發(fā)展方向。國(guó)際氫能源委員會(huì)預(yù)測(cè)2050年氫能需求是目前的10倍,占終端能源消費(fèi)量的比例超過(guò)15%,對(duì)全球二氧化碳減排量的貢獻(xiàn)度達(dá)到20%。

然而,氫能雖好卻長(zhǎng)期以來(lái)一直未能被大規(guī)模的開(kāi)發(fā)和利用,因?yàn)闅淠艿墨@取和利用并非那么容易,首先需要通過(guò)大型化工廠大規(guī)模制氫,然后對(duì)氫氣進(jìn)行壓縮儲(chǔ)存和運(yùn)輸,再通過(guò)加氫站進(jìn)行加氫,最后利用儲(chǔ)氫罐分配給燃料電池應(yīng)用端(燃料電池轎車、燃料電池客車、燃料電池通訊基站電源等)。

利用副產(chǎn)品氫氣難度很大

首先,自然界中沒(méi)有可以開(kāi)采的單質(zhì)氫氣,必須從含氫化合物中提取氫氣,我國(guó)一些氫能工作者將化工原料氫氣的生產(chǎn)能力納入能源氫氣的生產(chǎn)能力。 2019年7月1日起開(kāi)始實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 37244-2018《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣》,規(guī)定了質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣的雜質(zhì)含量要求,其中最重要的是一氧化碳體積分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于0．2×10-6。
以焦?fàn)t煉焦行業(yè)為例,將焦?fàn)t煤氣中的幾種重要雜質(zhì)降低到國(guó)標(biāo)GB/T37244-2018的指標(biāo),特別是一氧化碳的5% ～ 8%降低到了千萬(wàn)分之二,不僅需要解決一系列技術(shù)的高難度問(wèn)題,而且消耗了大量能源。最現(xiàn)實(shí)的是氯堿工業(yè)的副產(chǎn)氫。據(jù)說(shuō),2017年全國(guó)放空的氯堿工業(yè)的副產(chǎn)氫為25萬(wàn)噸,其中不含一氧化碳,適合于燃料電池。此外,丙烷脫氫、乙烷裂解等工業(yè)也有數(shù)量相當(dāng)?shù)母碑a(chǎn)氫。

用氫難度大成本比較高

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展多數(shù)處于示范階段,基礎(chǔ)數(shù)量嚴(yán)重不足和區(qū)域分布不均衡。加氫站數(shù)量是衡量產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要參考指標(biāo),目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)和在建的數(shù)量還不多,而且主要分布在長(zhǎng)三角、珠三角和京津冀,配套設(shè)備也還處于示范階段。另一方面,對(duì)于氫燃料電池的應(yīng)用多數(shù)處于商用車的領(lǐng)域,還有較大提升空間,數(shù)量分布不均衡,區(qū)域均衡發(fā)展的難題還需跨越。
此外,氫氣的價(jià)格成本還居高不下,氫能產(chǎn)業(yè)處于商業(yè)化前期,尚難通過(guò)規(guī)模化降低制氫成本。同時(shí),加氫站建設(shè)成本也較高,投入回報(bào)率低,不具備經(jīng)濟(jì)效益,推行難度較大。并且在燃料電池環(huán)節(jié),產(chǎn)業(yè)化尚處于早期,經(jīng)濟(jì)性短板突出,主要是氫能及燃料電池部分關(guān)鍵零部件、核心原材料環(huán)節(jié)上國(guó)產(chǎn)化缺失,進(jìn)口依賴度高,導(dǎo)致價(jià)格居高不下。在應(yīng)用環(huán)節(jié),氫燃料電池車輛主要還依靠政府補(bǔ)貼,應(yīng)用端生命周期的購(gòu)置成本、運(yùn)營(yíng)成本和處置成本也亟待降低。

“輕松”獲取氫能，助力氫能發(fā)展

水氫助力氫能發(fā)展

從罐氫產(chǎn)業(yè)鏈上來(lái)看,氫能的發(fā)展痛點(diǎn)非常多,其中最突出的就要數(shù)加氫基礎(chǔ)設(shè)施的布局,主要表現(xiàn)在建設(shè)成本高、數(shù)量少、存在安全隱患等。日本豐田燃料電池專家就說(shuō)過(guò)生產(chǎn)一輛燃料電池汽車不難,難的是如何布局完善的加氫網(wǎng)絡(luò),可見(jiàn),加氫站的建設(shè)問(wèn)題在氫能產(chǎn)業(yè)非常先進(jìn)的日本也是無(wú)法避開(kāi)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。因此,要從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度去考慮目前氫能產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題,并鼓勵(lì)發(fā)展多種氫能路徑。在罐氫路徑中,制氫與用氫是分開(kāi)的,需要依賴氫氣的壓縮存儲(chǔ)運(yùn)輸才能實(shí)現(xiàn)燃料電池的終端用氫需求。然而,水氫技術(shù)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(shù)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(shù)與燃料電池發(fā)電技術(shù)得到高度集成,高效的智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了氫氣的即產(chǎn)即用,并為燃料電池發(fā)電提供可靠的高純氫氣。

“輕松”獲取氫能，助力氫能發(fā)展

一臺(tái)小小的水氫機(jī)便可輕松實(shí)現(xiàn)氫能的即制即用,讓難以儲(chǔ)運(yùn)的氫能隨時(shí)隨地動(dòng)起來(lái),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(chǔ)設(shè)施。水氫技術(shù)讓用氫變得簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)氫氣的即產(chǎn)即用,是特殊且比較靠譜的氫能與燃料電池落地方案。