当前版: A3版 上一版  下一版

能源革命对外开放百家论坛之七十三

氢能—未来最清洁的能源(下)

  主讲嘉宾

  李根蒂,本科毕业于河北科技大学,研究生就读于北京化工大学,主修专业是动力工程及工程热物理——化工机械,研究方向为纯水电解制氢系统。目前在北京中电丰业公司任职高级工程师。曾参与固态氢化物储存的试验方法的国家标准起草方案;为小型无人机研发出了一套撬装式制氢加氢站;自主研发了一款便携式的氢气增压装置。

  按照氢源分类可以分为外供氢加氢站和站内供氢加氢站。外供氢加氢站站内无制氢装置,通过氢气长管拖车或管道将氢气运输到加氢站,然后为用户加注;站内供氢加氢站在站内配备制氢系统,实现站内进行氢气生产、纯化、加注。

  按照储存地点分类可以分为固定式加氢站和移动式加氢站。固定式加氢站加注能力高,但前期投入高,收益慢;移动式加氢站加注能力较小,投入成本低,可移动,服务半径大。

  按照建站方式分类可以分为加氢单站和加氢合建站。加氢单站是独立的加氢站,站内只具备加氢功能;加氢合建站是在原有或新的加油站、加气站、充电站的基础上再加入加氢功能设施,建立一个庞大的加油、加氢、加气、充电的网络。

  北京永丰加氢站占地4000平方米,位于中关村永丰产业基地,是中国第一座车用加氢站。该加氢站于2008年为奥运会燃料电池示范运营提供加氢保障服务。经过一系列改进后,于2015年开始为北京市燃料电池客车及物流车的示范运行提供氢气加注服务。

  上海安亭加氢站始建于2007年11月,主要采用外供氢气,加注压力为35MPa,存储压力为43.8MPa,存储容量为800公斤。截至2015年6月,安亭加氢站累计加注6013次,加注总量为10216公斤。

  在20世纪,人类主要的交通工具是燃油汽车。随着化石能源的大量消耗和温室气体的大量排放,燃油汽车受到各国政府的调控,产量在逐渐下降。伴随而来的是纯电动的电动汽车,其中最具代表性的就是龙头企业特斯拉,但是电动汽车在续航里程方面存在着技术瓶颈,而且平时充电时间太长,即使是大功率的超级充电站也需要4个小时左右才能将一辆电动车的电池充满。不过,这样大功率的超级充电站在北京也只有两座,那么大量的普通充电桩充满一次电池一般需要8、9个小时,这对于消费者来说是非常不实用的。

  而现在研发的氢燃料电池汽车,将氢气高压储存在汽车的后部,氢气通过氢燃料发动机,与氧气发生反应,转化成电供给汽车的电池。一罐氢气可以实现续航1000公里,解决了新能源汽车续航里程不足的瓶颈。因此,氢燃料电池汽车一定是未来发展的方向。

  中国的新能源汽车正在加速发展,而最被看好的则是氢燃料电池汽车,氢燃料电池汽车改变了传统燃油车的污染排放问题,改良了电池电动汽车的续航里程问题。而氢能发展的基础是制氢-储氢-加氢,因此燃料电池汽车发展的基础在于加氢站的建设。然而,氢燃料电池汽车与加氢站好比鸡生蛋-蛋生鸡的问题。因为没有足够的氢燃料电池汽车就没有人去建设加氢站,而加氢站数量少则影响着氢燃料电池的销量。

  在《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》中,规划到2020年,氢气产能规模将达到720亿立方米/年,并将率先实现氢能汽车及加氢站的规模化推广应用,加氢站总数达100座以上;燃料电池发电100万千瓦和1万辆燃料电池运输车辆。到2030年,加氢站数量达到1000座,燃料电池车辆保有量达到200万辆;到2050年,加氢站网络构建完成,燃料电池车辆保有量达到1000万辆。

  截至2017年中国燃料电池汽车使用情况:2017年,我国共有8个品牌的10款车型燃料电池汽车在产,总产量为1272辆,较2016年燃料电池车总产量629辆同比增长了102.2%。其中,燃料电池专用车992辆,占燃料电池汽车总产量的比例达78.0%,客车280辆,占总产量的比例为22.0%。

  国家发改委、国家能源局近日下发了《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》,该《计划》列举了15项重点任务之一的“氢能与燃料电池技术创新”任务,对氢的制、储、运、用等各个方面做了战略规划,氢能源或将迎来快速成长期:氢能储量大污染小效率高,有望取代传统能源,市场直逼4万亿美元;上游电解水制氢技术将成主流,成本是掣肘,期待电价下降带来利润空间;中游高密度储氢是关键,高压气态是过渡,看好化学储氢带来产业突破;下游固定式领域发展稳定,汽车领域或将激发1万5千亿美元的市场空间,无人机上的应用将是未来看点。

  推广氢能需要国家政策的引导。氢能毕竟是一种新的能源,广大消费者对氢能的安全性还不是非常信任。不论是国家还是当地政府应该在产业发展上予以引导。此外,制氢的技术能力,以及加氢站、加氢管网的建设,氢能源的安全性等都是推广氢能面临的挑战。前段时间,大家听到的张家口爆炸事故,其实是生产氢气需要用到的乙炔发生爆炸。但由于这个公司是一家生产氢气的公司,因此导致很多市民对于发展氢能源又多了一层顾虑。

  氢能是未来理想的能源,来于水终于水。我们不可能脱离现实来推广氢能,从现实角度出发,我们应该如何做?

  ——利用弃风弃光制氢。

  ——回收净化副产氢。工业副产氢的问题在于氢气里的杂质太多,达不到使用的标准。如果对工业副产氢进行净化、纯化,那么这个产量将远远大于水电解氢。

  ——超大产量水电解制氢装置开发。水电解制氢装置虽然很方便、很清洁,但产量太小了。如果全国氢能产业不断增加,现有的装置肯定满足不了不断增加的用氢量需求。

  ——小型分布式加氢机推广。小型加氢机类似于固定加氢站,可以满足不同类型用户的需求。

  ——加氢站及管网建设、HCNG应用。

  ——燃料电池车用技术发展。

  清洁能源是无价的。氢能源是最理想的清洁能源,我们开发利用它仅仅是为了让我们的家园更加美丽、我们的天更蓝、水更绿,让我们一起为成功的能源之道努力!

 
     标题导航
   第A1版:要闻
   第A2版:综合新闻
   第A3版:能源革命 造福人类
   第A4版:旅游周刊
   第A5版:综合新闻
   第A6版:理论之窗
   第A7版:理论
   第A8版:广告
清洁化+自动化 实现企业节能高效运转
于德翔:充电网是新能源汽车行业的重要突破
浅谈经济新常态下的大同市能源技术革命节能问题
能源革命对外开放百家论坛之七十三