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氢能产业发展面临的前景问题和挑战

更新日期:2019-7-11  来源:中国化工报  编辑:中国氯碱网   在线收藏 浏览量:1678  
    氢能发展前景如何?产业化面临哪些问题?推广应用该从哪里入手?”业内的专家学者各抒己见,建言献策。
  氢能发展前景如何
  2018年我国能源对外依存度约21%,石油对外依存度升至69.8%,天然气对外依存度升至45.3%,因此发展氢能等绿色可再生能源将有力保障我国能源安全。此外,发展氢能可助力实现低碳减排,氢能热电冷联供可有效降低化石能源使用量,交通领域氢能利用可有效降低车辆污染物排放。
  氢能产业将来的市场规模很可观。根据国际氢能委员会的预测,到2050年,全球氢能源消费占总能源需求的18%,市场规模近3万亿元。到2030年,氢能将为1000万~1500万辆汽车和50万辆卡车提供动力。随着氢燃料电池汽车行业的蓬勃兴起,民用液氢工厂的建设投产和液氢容器的商业化应用指日可待。
  张家口是国家唯一一个可再生能源示范区,目前氢能产业已经初具规模,上下游配套产业正在加速聚集。据该市常务副市长郭英介绍,张家口将大力开展风能太阳能发电储能与制氢储能、纯电动汽车与氢能燃料电池汽车综合应用、建筑用能冷热电联供、居民家庭智能用能等相关科学技术研究与示范工程及推广应用。
  “以钢铁、煤炭、电力、建材等大中型企业为重点的邯郸也将在全国率先开展氢燃料电池重载汽车示范。”邯郸市发改委赵书广处长介绍,邯郸正在优化交通运输能源消费结构,构建邯郸市域加氢网络,拟布局建设10座智能化加氢站,形成30万立方米/年加氢能力。
  产业化面临哪些挑战
  虽然氢能产业发展前景可观,但在产业化过程中却面临着多方面的挑战。
  首先,由于社会和公众对氢能的认知度不深,一谈到氢气和氢能,大众很容易联想到氢弹,存在畏惧心理。然而,对比气密性测试、系统碰撞试验、泄漏点火测试等试验结果显示,氢气其实还没有汽油、天然气危险系数高。氢气扩散快,可缩短危险时间,而汽油蒸汽挥发后,会滞留在空气中不易疏散。当前,氢燃料电池汽车的设计和运行、加氢站的运维等过程都采取了安全措施,因此只要按照规范操作和使用,氢的安全性是可控的。
  其次,由于氢气需要二次制取,同时储氢、运氢、加氢各环节也成本较高,引发人们对氢能的经济性的质疑。业内专家表示,目前我国氢基础设施相关核心技术和设备还不完善,还需要进行大量的科技创新和技术投入,才能提高氢能的经济性。另外,虽然采用液氢储运的方式可降低用氢的成本,但我国液氢相关的装备制造及产业化才刚刚起步,液氢储运真正投入使用还有待时日。
  最后一个挑战是要降低氢燃料电池以及整车的成本。与锂电池和纯电动车相比,燃料电池相关核心技术和设备自主化程度不足,关键零部件较多、系统较复杂,用材特殊、制作工艺也更繁琐,因此整车的制造成本是氢燃料电池车商业化的关键。同时,燃料电池汽车的商业运行和使用还需要配套建设加氢站,并提供完善的制氢、储备、加氢服务,而目前我国加氢站建设主体众多,缺乏国家统筹和政策配套措施。 
   推广应用从哪里入手
  安全标准体系对氢能推广应用具有重要的推进作用。氢气制备、储存和运输已具有成熟的安全防护措施,可有效解决氢气泄漏、爆炸等问题。目前我国在氢气制备、提纯、运输、加注、应用等方面已有83项相关国家标准,氢能技术标准体系初步形成。要建立标准研究与制定机制,加大对氢能技术标准的宣传和培训力度。此外,制氢安全技术要求、天然气转化制氢安全技术要求、汽车液氢燃料箱技术要求等标准也正在制定之中。
  结合我国能源结构和氢能产业特点,重点研发氢能大规模供应、储运,以及下游应用的技术和产品,如氢能燃料汽车、氢能分布式能源等。目前,我国已经在氢燃料电池公交车及物流车领域探索出了比较可行的商业模式,未来应重点建立氢的大规模供应体系,以降低用氢成本;扩大城市内氢燃料电池公交车、物流车的应用;推进网约氢燃料电池汽车的试点工作;建设氢能的微电网储能,利用弃水、弃电、弃光、弃核和电网平衡等,扩大氢能的应用规模。
  可以分阶段建设我国的氢能供应体系和加注网络。第一阶段以工业副产氢源为基础,通过在各省市工业副产氢源建设氢液化工厂,在各地建设液氢储运门站,在全国建设类似LNG供应体系的液氢生产、供应和加注网络。第二阶段以可再生能源制氢为基础,构建氢能供应体系和加注网络。第三阶段以太阳光合作用分解水产生氢气为基础,构建氢能供应体系和加注网络。
  在保证氢能安全方面,要加强氢能制备、储存、运输、使用各环节的安全性技术研究;加快完善关于氢能应用的技术标准体系和安全技术法规体系;加强行业监管,使氢能应用健康有序发展;加氢安全科普宣传力度,消除大众对氢能的恐惧心理。


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