发改委:探索在氢能应用规模较大的地区设立制氢基地
3月23日,国家发改委发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》。规划明确,氢能是未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
根据规划,到2025年,形成较为完善的氢能产业发展制度政策环境,产业创新能力显著提高,基本掌握核心技术和制造工艺,初步建立较为完整的供应链和产业体系。燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站。可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,成为新增氢能消费的重要组成部分, 实现二氧化碳减排100-200万吨/年。
到2030年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系,产业布局合理有序,可再生能源制氢广泛应用,有力支撑碳达峰目标实现。
到2035年,形成氢能产业体系,构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升,对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。
规划提出,立足本地氢能供应能力、产业环境和市场空间等基础条件,结合道路运输行业发展特点,重点推进氢燃料电池中重型车辆应用,有序拓展氢燃料电池等新能源客、货汽车市场应用空间,逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。积极探索燃料电池在船舶、航空器等领域的应用,推动大型氢能航空器研发,不断提升交通领域氢能应用市场规模。
来源:经济日报
7月29日,由中国电力企业联合会指导、协鑫(集团)控股有限公司(下称协鑫集团)主办的氢能产业发展论坛暨协鑫氢能战略发布会在京举行。中国能源研究会副理事长吴吟表示,能源行业排放占到全球温室气体排放总量的2/3,实现双碳目标的关键在能源。能源低碳发展有两大路径:化石能源低碳利用和大力发展可再生能源。当前,G20集团中已经有9个国家和地区发布了氢能发展战略,还有7个国家和地区正在开展前期研究。氢能产业呈现出良好发展态势, 科技 进步日新月异、应用场景层出不穷,未来氢能将在钢铁、能源、交通和建筑等领域广泛应用。
根据中国氢能联盟预测,到2030年,我国氢气的年需求量将达到3715万吨左右,在终端能源消费中占比约5%;到2060年,我国氢气的年需求将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约20%。
中国电力企业联合会专职副理事长安洪光表示,通过新能源与氢能的耦合,可助力高比例清洁能源电力系统的稳定运行,解决长时间清洁能源处理和负荷需求的平衡问题,帮助难以减排领域深度脱碳。在他看来,“十四五”时期,将是我国碳达峰“窗口期”、氢能产业发展的发力期,也是氢能市场的培育期和氢能技术的追赶期。
随着减碳行动的开展和各项政策的加持,氢能发展势不可挡。据不完全统计,迄今已有河南、山西、湖北、安徽等超过30个省市对氢能产业发展作出了明确部署,有的还制定了详细的时间表、路线图和任务书。可再生能源制氢、燃料电池 汽车 示范城市群、加氢站建设等项目成行业投资热点。
氢从何处来?在碳达峰、碳中和目标下,回答好这一问题尤为重要。
根据不同的制取方式和碳排放量,氢能被分为灰氢、蓝氢和绿氢。2020年我国氢气来源中,62%为煤制氢,19%天然气制氢,仅有1%的可再生能源制氢,氢来源亟待“绿化”。中国工程院原副院长杜祥琬强调,氢能产业要实现高质量、可持续发展,其核心准则是从源头做到可持续,将波动性、间歇性的风能、太阳能转换为氢能,有利于储能和传输,具有零排放、零污染和可持续优势。
高成本是当前可再生能源制氢大规模推广的主要难题。“降低氢能使用成本是产业发展的关键所在。”在中国石油和化学工业规划院新能源发展研究中心主任刘思明看来,我国氢能产业急需模式创新,依托海外优质天然气资源,转化为氢气具有成本竞争力,国内京津冀、长三角、珠三角氢能产业率先发展,用氢也应避免长距离陆运。他认为,未来国内氢能市场将以“工业副产氢+短距离运输”模式为主,海外将以“优质资源转化蓝氢+长距离化学品载体运输”模式为主。
会议现场,协鑫集团旗下协鑫新能源正式对外发布公司氢能战略。根据规划,协鑫新能源氢能战略由蓝氢和绿氢两部分构成。具体而言,蓝氢目标――首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;绿氢目标――计划到2025年建设100座综合能源站,达到40万吨年产能。
协鑫集团董事长朱共山表示,从空间结构上讲,在东部、南部等负荷中心发展蓝氢,在中西部地区等新能源大基地发展绿氢,一蓝一绿,协同发展。“协鑫新能源将打造不依赖补贴,完全市场化的零碳 科技 先锋企业,做全球综合实力领先的绿氢与蓝氢综合运营服务商。”
行业主要上市公司:美锦能源(000723)厚普股份(300471)中国石化(600028)卫星化学(002648)嘉化能源(600273)亿华通(688339)等
本文核心数据:氢能源板块上市公司研发费用氢能源相关论文发表数量
全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“hydrogen
energy”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月17日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
氢能技术概况
1、氢能源的界定及分类
(1)氢能源的界定
氢能是氢在物理与化学变化过程中释放的能量。氢能是氢的化学能,氢在是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,储量丰富。氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,随着世界范围内对绿色经济发展重视程度的提升,氢能源的需求和应用领域不断扩展。
(2)氢能源的分类
按照氢气的来源,通常将氢能源分为三类,即灰氢、蓝氢和绿氢。
2、技术全景图:四大环节构成
氢能产业主要由制氢、储氢、运氢、加氢和用氢四大环节构成。为发挥氢能重要能源载体作用,需大力推动氢能产业每个环节的技术发展。其中电解水制氢、液态/固态储氢、液态有机储氢、氢燃料电池等先进技术研究对氢能产业规模化应用具有重要意义。
氢能产业技术发展历程:始于上世纪50年代
中国的氢能与燃料电池技术研究始于上世纪50年代。20世纪80年代以来,相继启动了863计划和973计划,加速以研究为基础的技术商业化项目,氢能和燃料电池均被纳入其中。“十三五”期间,氢能与燃料电池开始步入快车道。2016年以来相继发布《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》、《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》、《中国制造2025》等顶层规划。2019年两会期间,氢能首次写入政府工作报告。2020年4月,氢能被写入《中华人民共和国能源法》(征求意见稿)。2021年,“十四五”规划指出要在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。2022年发布第一个氢能源专项规划——《氢能产业发展中长期规划(2021-2035
年)》,为中国氢能源产业发展作为指引。
氢能产业技术政策背景:政策加持技术水平提升
近些年来,我国提出了一系列氢能产业技术发展相关政策,包括氢气制备、储运、应用和燃料电池等关键技术,使得氢能产业技术水平稳步提升。
氢能产业技术发展现状
1、氢能产业技术科研投入现状
(1)国家重点专项
为推进氢能技术发展及产业化,国家重点研发计划启动实施“氢能技术”重点专项。2018-2022年,“氢能技术”重点专项数量逐年增加。2018年仅9项技术专项,到2022年,“氢能技术”重点专项围绕氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力系统及“氢能万家”综合示范4个技术方向,拟启动24项重点专项。
(2)A股上市企业研发费用
目前,中国氢能市场正处于发展初期,行业整体研发投入水平不算太高。从A股市场来看,2017-2021年,我国氢能源板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,氢能源板块上市公司研发总费用约158.69亿元。
2、氢能产业技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从氢能相关论文发表数量来看,2010年至今我国氢能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见氢能科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有80825篇氢能相关论文发表。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解氢能产业技术领域内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词,其中,催化剂、燃料电池、制氢系统、电解水、电解槽等关键词涉及的专利数量较多,说明氢能领域近期的研发和创新重点集中于燃料电池和制氢等领域。
(3)专利聚焦领域
从氢能专利聚焦的领域看,目前氢能产业专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于催化剂、燃料电池、制氢系统、电解水、电解槽等。
注:图中格子数量表示每家公司的专利覆盖率,每个格子代表相同数量的专利。
主要氢能产业环节技术分析
1、前端制氢环节:可再生能源电解制氢是氢源终极方案
制氢环节技术主要包括化石能源制氢和可再生能源制氢。其中,利用化石能源制氢并未摆脱能源对石油、煤炭和天然气的依赖,仍会产生大量碳排放即使是加上CCUS捕集制备的蓝氢,一旦甲烷在制备过程中发生泄漏,对气候的影响比碳排放更大。而利用可再生能源进行电解水制氢,生产过程基本不会产生温室气体。
2、中端储运氢环节:固态储运安全性更好
储运氢气的方式主要分为气态储运、液态储运和固态储运。相比于气氢储运和液氢储运,固态储运在安全性方面优势明显。
3、后端加氢及氢燃料电池
(1)加氢:站内制氢成本优势大
加氢基础设施是氢能利用和发展的中枢环节,是氢能产业发展的核心配套设施。根据氢气来源不同,加氢站可分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站。相较于外供氢而言,站内制氢能够大幅减小氢气的运输成本。
(2)氢燃料电池:质子交换膜燃料电池是主流发展方向
按电解质的种类不同,燃料电池可分为碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、硝酸型燃料电池、碳酸型燃料电池、固体氧化物燃料电池等。其中,质子交换膜燃料电池是当前燃料电池的主流技术发展方向。
氢能产业技术发展痛点及突破
1、氢能产业技术发展痛点
(1)高成本是制约氢能大规模发展的关键
当前,经济性为氢能产业发展最大的挑战因素,即使是成本相对较低的氢气($0.5/kg),除了转化成氨用作肥料以外,绝大多数氢能应用场景都比现有化石能源技术昂贵。解决氢能产业在绿氢制备、储运氢、加氢站建设、燃料电池电堆等关键环节的经济性问题,是未来氢能大规模发展必须要攻克的一道难题。
(2)制氢技术:先进电解技术发展不成熟
目前国内电解水制氢的成熟技术为碱性电解水制氢技术,碱性水电解槽难以响应瞬态负载,因而难以与波动大的可再生电力配合。另外,PEM电解水制氢技术也面临着匹配可再生能源电力而进行的电解槽设计、控制技术以及电源系统设计等尚不成熟的局面。
2、氢能产业技术发展突破
(1)先进电解技术:PEM电解槽设计改进突破
PEM电解槽设计改进策略方向包括更轻更稳定的端板和双极板、经济且耐腐蚀的集电器等。据Yagya N
Regmi博士的研究小组研究发现,PEM电解中发生不含铂族金属催化的析氧反应在短期内是无法实现的,因此,尽可能使铱的质量活性最大化才是目前的可行策略。
(2)氢能储运:固态储氢和潜液式液氢泵突破储运氢技术瓶颈
氢能储运技术突破在于提高储氢密度和安全性,以及降低运输成本。固态储氢是利用物理或化学吸附将氢气储存在固体材料之中。固态储氢具有体积储氢密度高、安全性更好的优势,因此是一种有前景的储氢方式。因此,固态储氢得到了越来越多的研究和关注,主要工作集中在储氢材料的研发与改性等方面。以氢枫能源的镁基固态储氢为例,镁基固态储氢具有资源、性能及技术优势。
液氢泵为液氢储运的重要部件,用于对液体氢气进行传输分配。从氢能全产业链来看,氢气输配成本和初始资本支出为降本的最主要环节。潜液式液氢泵取代了外置泵,减少了氢蒸发,去掉了气氢压缩机且用液氢的冷源省去制冷系统。此外,潜液式液氢泵大流量液氢泵直接加注,不用高压储罐,去除级联储存最终的结果是减少初始投资和运行成本,使氢气的售价与汽油、柴油比肩。
氢能产业技术发展方向及趋势:氢能各环节技术加快突破
氢能供应体系发展路径以实现绿色经济高效便捷的氢能供应体系为目标,中国将在氢的制储运加各环节上逐渐突破。从长远看,随着用氢需求的扩大,结合可再生能源的分布式制氢加氢一体站、经济高效的集中式制氢、液氢等多种储运路径并行的方案将会是主要的发展方向。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《氢能产业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
导语: “双碳”目标下,发展清洁能源是保障我国能源安全的根本之道。氢能是全球公认的低碳、零排放能源。随着《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》的出台,各地正积极谋划氢能产业的布局。本文对氢能产业链进行梳理分析,为各地政府的氢能产业招商和布局,以及有意向布局氢能业务的企业提供参考。
氢能产业的发展概况
氢能是指氢在物理与化学变化过程中释放的能量,可用于储能、发电、各种交通工具用燃料、家用燃料等。我国是世界上最大的制氢国,年制氢产量约 3300万吨,其中,达到工业氢气质量标准的约 1200 万吨。可再生能源装机量全球第一,在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力。目前,国内氢能产业呈现积极发展态势,已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,在部分区域实现燃料电池 汽车 小规模示范应用。
从全国各地布局看,长三角、珠三角、环渤海和川渝鄂四个氢能产业集聚区正在形成。据不完全统计,全国有超过25个氢能主题园区。其中北京、上海、武汉、佛山四个城市具备较雄厚的产业基础。
氢能产业链的基本构成
氢能产业链条长,技术密集。其整体可以分为氢能制取、氢能储运、氢能应用三大环节。包括上游氢能制造,中游氢能储存运输,下游交通领域、储能领域、工业领域应用。其中,制氢技术和基础设施是氢能产业发展的基础与核心(如:加氢站建设、燃料电池研发与制造等)。
制氢技术方面: 我国现阶段氢能生产有化石能源、工业副产氢、可再生能源电解制氢等。其中,化石能源制氢以煤、天然气为原材料,其技术成熟、成本相对低,但制氢气过程存在碳排放问题,且存在有硫、磷等危害性杂质;工业副产氢以焦炉煤气、氯碱尾气等工业副产提纯制氢,目前无法作为大规模集中化的氢能供应来源;可再生能源电解制氢的电解水制氢,因成本较高,尚未实现规模化应用。除此之外,生物质制氢、太阳能光催化分解水制氢、核能制氢等技术处于试验和开发阶段。
氢能储运分为储氢技术、加氢站两个方面: 储氢技术从纵向看分为气态储氢、液态储氢、固态储氢三种。从横向看分为物理储氢、化学储氢、吸附储氢。气态储氢技术成熟,是较长时间内的主流储氢方式,其中高压气态储氢最为成熟。液态储氢分为低温液态储氢、有机液态储氢,目前只在航天领域应用。固态储氢是利用固体对氢气的物理吸附或化学反应作用,将氢气储存于固体材料中。在国内,固态储氢已在分布式发电中得到示范应用;加氢站主要包括站内制氢技术和外供氢技术,三大核心设备有压缩机、储氢瓶、加氢机。
氢能应用方面: 主要包括氢燃料电池、交通领域、工业及能源领域、建筑领域。氢燃料电池与锂电池不同,其本质是一种电化学反应发电装置,拥有较高的经济效应,且无有害气体排放与噪声污染;交通领域方面,氢燃料车分为氢内燃机 汽车 、氢燃料电池车两种。目前我国遵循“氢燃料电池商用车先发展、氢燃料电池车乘用车后发展”的特点。2020年销售的氢燃料电池 汽车 公交客车、公路客车等客车占比达90.3%,物流车、牵引车等货车占比9.7%;工业及能源领域,主要包括氢能冶金、天然气掺氢、固定式电源/电站等;建筑领域主要为微型热电连供。
重点上市企业概况及布局动向
据不完全统计,氢能全产业链规模以上工业企业超过 300 家。国内主要从事制氢的上市公司有华东能源、华昌化工、宝丰能源等。从事储氢、加氢站的上市包括厚普股份、中材 科技 等。
此外,在燃料电池系统装机市场处于寡头竞争格局。亿华通、潍柴动力、爱德曼、国鸿重塑、 探索 汽车 为国内燃料电池系统装机市场的TOP 5,市占率综合接近7成。
氢能产业部分上市企业概况
氢能产业部分上市企业布局动向
附:氢能发展规划政策
关于合作
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中国发展网讯 据国家发改委官网消息,中国国际工程咨询有限公司总工程师、正高级工程师杨上明发文解读《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》。杨上明表示,氢能来源丰富、应用广泛,具有绿色低碳特点,是业界公认能源转型发展的重要载体之一,对碳达峰碳中和目标实现具有积极支撑作用。此次印发的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》(以下简称《规划》),从国家层面为氢能产业打造顶层设计,明确氢能战略定位和发展目标,提出构建创新体系、基础设施建设、多元化示范应用、完善保障体系等重点任务,为加快推动能源革命、 科技 革命和产业变革注入了新动能。
氢能产业发展顶层设计出台正当其时
氢能被国际 社会 誉为21世纪最具发展潜力的清洁能源,氢能 科技 创新和产业发展持续得到各国青睐。美国、日本等发达国家纷纷将氢能上升为国家战略,抢占产业发展先机和制高点。我国地方政府和企业也在积极推动氢能产业的发展,据行业机构统计,我国多地纷纷制定氢能产业相关规划、实施方案等政策文件,布局建设加氢站等基础设施,推动燃料电池车辆等氢能多元化应用。在氢能产业萌动之际,《规划》的出台符合业界期盼,为氢能 科技 创新和产业高质量发展指明了方向,将进一步彰显氢能作为可再生能源高效利用重要载体、抢占未来 科技 发展制高点重要抓手、推动工业低碳转型关键介质,对支撑实现碳达峰碳中和目标的重要意义。
碳达峰碳中和目标下氢能将在能源领域释放潜能
近年来,氢能在交通用能终端等领域热度不断上升,围绕燃料电池关键核心技术加速自主研发,以城市客运、物流等商用车型为先导逐步开展一定规模的示范运行。据有关报道,张家口市以服务绿色低碳冬奥为契机,积极发展以燃料电池 汽车 为代表的氢能交通系统,取得良好示范效果。同时,氢能作为跨能源网络协同优化的理想媒介,通过风-光-氢-储一体化发展,能够加快构建多能互补应用生态,提高可再生能源电力的上网质量和消纳水平,切实推动能源生产体系和消费体系绿色低碳转型。
《规划》提出了系统构建支撑氢能产业高质量发展创新体系、统筹推进氢能基础设施建设、稳步推进氢能多元化示范应用、加快完善氢能发展政策和制度保障体系等四项重点任务。在《规划》有序引导下,氢能正逐步成为储能、交通用能转型、工业化石能源替代等重点领域创新应用的有力抓手,将进一步拓展我国氢能发展的空间。
下一步要以《规划》为指引,科学推动氢能全产业链 健康 有序发展
氢能产业是面向未来的战略性新兴产业,需要充分发挥我国完整的工业体系和能源体系优势,坚持系统思维、久久为功,力争在全球 科技 革命和产业变革浪潮中占据主动、赢得先机。
一是加快构建低碳氢能供应体系。 建议从全生命周期视角评估氢能产业发展的经济与环境效益。近期因地制宜利用工业副产氢,在不额外新增碳排放的前提下,作为培育氢能产业的启动资源,就近供应交通、工业、建筑等领域应用。中远期加快发展规模化风电、光伏、水电等多种低碳能源制氢,提升制氢关键技术能力和装备制造水平,逐步完善分布式制氢管理体制机制, 探索 灵活的价格机制,将清洁低碳氢能打造成氢源的主要构成,从源头上保障氢能绿色低碳属性。
二是持续提升氢能储运设施效率。 我国西部地区可再生能源资源丰富,意味着可再生能源制氢资源也多分布于该区域,但氢能应用市场主要集中在东部沿海地区,长距离输运成本成为影响可再生能源制氢经济性的问题之一。研究制定安全经济的氢能储运管理规定,加速研发低温液氢、固态储氢、化学储氢等新型长距离储运技术和商业化应用,开展管道输氢示范,逐步提升可再生能源制氢规模化发展能力。
三是加快释放氢能多元应用潜力。 充分利用已有技术基础,发挥氢能高品质热源、高效还原剂、低碳化工原料等多重属性,推动氢能在交通、冶金、化工等领域替代化石能源使用,降低二氧化碳排放。同时,加快新型储能、分布式热电联供等核心技术自主研发,积极发挥氢能跨能源网络协同优化作用,稳步有序推进氢能示范应用,促进能源电力领域深度脱碳,实现全面绿色低碳发展。
对于一般的投资者,就不用考虑这个问题!
一个氢产业链至少涉及到以下几个环节:燃料电池系统、电堆、触电极、质子交换膜、催化剂、空压机、储氢瓶、燃料电池车、加氢站……
一般投资者哪有那么大资金量全面覆盖。如果采用“每个公司都买一点”的方式,即使买到牛股,也因为资金分散,实际收益并不高,还不如买个行业指数基金。
所以,最好集中使用。优先考虑:
电池、电堆——氢能源核心部件;
交换膜、催化剂——公司规模不大,技术上一点革新,就是行业大变化;
加氢站——不用多分析了吧!
因氢能具有安全、高效、可再生、清洁、低碳等特点,世界终将走向以氢能源为主的时代。
对于我国而言,发展氢能,一方面可以丰富绿色低碳能源体系,助力解决风、光、核等新能源的消纳难题;另一方面,可以作为煤炭清洁化利用的极佳途径,推动化石能源清洁转化和替代,这对于我国这个煤炭大国来说尤具现实意义。
“氢气应用较为广泛,在石化领域,它是用量最大的化工原料之一,可用于合成氨、合成甲醇、石油炼制等;在交通领域,随着我国油品质量升级步伐不断加快,多数炼厂采用全加氢方式制油;新能源 汽车 蓄势待发,对氢燃料的需求稳步提升。”
“另外,氢能在农业、 健康 医疗等领域的应用也越来越广泛、深入。”中国国际经济交流中心信息部副部长景春梅表示,随着时代的进步,氢气的应用场景将越来越多,对氢气的需求越来越大,用氢缺口也逐渐加大。
实现大规模制氢需求迫切,那么,哪种制氢路径堪当大任?通常而言,工业化制氢路线主要包括水电解制氢、煤炭气化制氢、天然气制氢、生物质气化制氢、可再生能源制氢等。
从我国能源禀赋及能源利用现状等因素出发,煤炭气化制氢、可再生能源制氢前景广阔。其中,又以煤炭气化制氢最受青睐。
氢能源是全世界都在努力争取研究开发的迄今最为高效,环保及持久的新能源,相比电动车优势很明显,电动车虽然节省了石油资源,但是废旧电池对环境的破坏很大,但是氢能源是真正的零污染,李克强总理去年专门去日本丰田公司考察,显示出国家最高层对此新能源的高度重视,并于今年写入了政府工作报告,坚持看好该产业的未来,产业资本已经大规模进去这个行业,预计五到十年实现量产
先上答案: 氢能目前在交通领域应用较多,尤其是氢燃料电池 汽车 ,除了 汽车 ,氢能在多种交通方式都有应用,在作为交通动力来源之外,氢能作为一种重要的二次能源形式,在储能、应急电源、分布式供能等领域也有很多应用 。
先看交通领域 ,氢燃料电池 汽车 其实是一个很宽泛的概念,氢燃料电池 汽车 除了 乘用车 ,还包括 公交车/大巴、物流车、叉车、重型卡车 等多种车型。国外目前乘用车应用较多,约30000辆,而我国选择了公交车/大巴以及物流车等车型作为前期的推广车辆,一是因为其行驶路线和范围较为固定,有利于加氢站的建设规划,二是因为与乘用车相比车型空间较大,技术难度有所降低,有利于我国的技术起步,截至2019年底,我国氢燃料电池车辆约6000辆,加氢站60座, 今年加氢站已超100座 。
氢能叉车 是氢能在交通领域的一个亮点,目前国外的应用已超过25000辆,氢能叉车比锂电池叉车的优势在于燃料加注时间段、燃料电池比锂电池占用空间小、重量轻、续航时间长,与叉车工况匹配度很好,具有显著优势。
说完了氢能在车辆领域的应用,下面介绍一下氢能在其他交通领域的应用,如 氢燃料电池列车、氢能船舶、氢能飞机 等。
氢燃料电池列车 最早在2002年由美国公司研制开发,为质子交换膜燃料电池驱动,净功率达17KW,随后日本德国西班牙等国家均推出了原型车辆,促进了产业发展。2016 年,法国阿尔斯通基于柴油列车Coradia Lint 54 研发成功氢能列车CoradiaiLint,2018 年在德国正式投入商业运营,这也是世界上第一次正式投入商业运营的氢能列车。我佛山市高明区有轨电车示范线是国内首条采用氢能源燃料电池的线路,目前已实现示范运行。
氢能船舶 在世界上已有多个应用。“Alsterwasser”内河游船2009年完成建造,总长25.5m、总宽5.36m、吃水1.33m、最大速度8kn,载客量超过100人,配备2 50kWPEMFC燃料电池和120Ah胶体铅酸电池。欧盟资助的Methapu项目以瓦锡兰(Wärtsilä)制造的250kWSOFC燃料电池作为船舶辅助动力和推进动力,项目应用的滚装船于2003年建造。2017年7月,由双体豪华赛艇“FormuleTag”改建的完全依靠可再生能源驱动的氢燃料电池船“EnergyObserver”投入航行,该船总长30.5m、总宽12.8m、总重28t,由太阳能光伏、风能和燃料电池构成混合动力系统,采用推进/发电一体化电机推进。
氢能飞机 是氢能在交通领域的另一项重要应用。氢能飞机可有效解决目前航空燃油的污染问题和碳排放问题。目前有两种技术路线,一是氢作为燃料直接燃烧,与目前的飞机系统类似,改动工作小;另一种技术路线类似燃料电池 汽车 ,先通过氢燃料电池系统发电,在用电驱动飞机发动机做功推动飞行。今年10月,一架经过改装的 Piper M 级六座飞机从位于英国克兰菲尔德的公司研发机构起飞,并完成了全图案的环形飞行并成功降落。ZeroAvia 称该飞机是目前世界上最大的氢动力飞机。
以上是氢能在交通领域的主要应用,可以看出不仅局限于 汽车 领域,氢能在多个领域中都发挥着重要作用。
另一方面, 氢是一种能量密度很高的二次能源,具有储能的功能 ,比常规的化学储能的储存时间周期长,可跨日、跨周甚至跨月、跨季度进行能量储存, 实现能量的生产端和消费端相匹配 。利用氢能的能源特性,氢能在 储能、应急电源、分布式供能等领域 也发挥着重要作用。
就在前几天,美国能源部(DOE)发布了储能大挑战路线图Energy Storage Grand Challenge Roadmap,这是美国发布的首个关于储能的综合性战略。 氢储能作为一种重要的储能技术被提及 ,主要形式为电氢双向转化储能和盐穴存储两种,其中电氢双向转化储能为主要利用方式。
在应急电源和分布式供能领域 ,氢能也已有多项应用。近日,全球第一个兆瓦级大型燃气发电系统在德国汉堡的热电联产厂开始现场测试,该技术最吸引人的是,可以将现有机组转换为使用100%氢气运行,为30栋住宅楼、一个 体育 中心、一个日托中心和公园休闲综合体供暖,产生的电能可供电动 汽车 充电及当地电网。英国能源监管机构Ofgem日前宣布,将为苏格兰地区一个可再生能源制氢供热项目提供2412万美元的资金支持。这是该项目继获得苏格兰政府支持后,再度获得英国监管方的“首肯”。
综上所述,氢能不仅应用于 汽车 领域,在交通其他领域也发挥着重要作用,同时氢的能源特性,也是其在储能、分布式供能等领域取得了许多应用。在未来低碳排放、碳中和的趋势下,氢能将发挥更多的作用。
产业链,我觉得自己也只是纸上谈兵。但我可以说一下观点以及看法:氢能源的战略制高点国家已经提出。包括总理在会议上也多次提及。可见已经上升到国家层面。在当下环境改善乏力,作为清洁能源的氢会逐步走上 历史 的舞台。氢作为燃烧能源当然是动力系统。所以第一布局应该在 汽车 方向:发动机,以及附属产业。如果你想要打通产业,那么要围绕这个点,像上游,以及下游延伸。以及未来的发电厂,热力公司。
当然当下最好的选择,就是和氢能源的科研团队展开合作,核心价值才是最重要的。