與電能相比,氫能便于儲存、方便運(yùn)輸,可以作為載能體替代電能參與到交通、發(fā)電、儲能、工業(yè)等領(lǐng)域。
華北電力大學(xué)校長 中國工程物理學(xué)會副理事長楊勇平告訴記者:“氫能燃料電池可以驅(qū)動汽車,現(xiàn)在主要是在商用車上進(jìn)行應(yīng)用,將來可以替代石油,在乘用車領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用,同時也能催生許多的新的產(chǎn)業(yè)的業(yè)態(tài)和產(chǎn)業(yè)的模式。”未來,我們將會在礦區(qū)、港口、工業(yè)園區(qū)等運(yùn)營強(qiáng)度大,行駛線路固定區(qū)域看到氫燃料電池的大貨車,不僅如此,今后的城市公交車、物流配送車、環(huán)衛(wèi)車等公共服務(wù)車輛也將會試點(diǎn)應(yīng)用氫能燃料,而氫能船舶、氫能無人機(jī)等也會在不久的將來出現(xiàn)。
由于氫能發(fā)電更加穩(wěn)定,對于電能質(zhì)量要求較高的金融商業(yè)等領(lǐng)域以及學(xué)校工礦企業(yè)等非常適用,并可以給偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島等地提供電能。而且,在最新的規(guī)劃中,也明確了我國的氫能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期,未來,要從四個方面進(jìn)行部署。
其中第一個方面就是:聚焦關(guān)鍵核心技術(shù),推進(jìn)綠色低碳?xì)淠苤?、儲、輸、用各環(huán)節(jié)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)。要發(fā)展氫能首先要發(fā)展源頭問題“制”,氫能大有用途,那么氫氣從何而來呢?
氫能是現(xiàn)有能源的有益補(bǔ)充,因?yàn)闅淠芤彩嵌文茉?,并非在自然界?dāng)中天然存在,而是必須在一次能源轉(zhuǎn)化而來,比如煤炭、天然氣等化石能源來制氫,或者利用工業(yè)副產(chǎn)品來制氫,這也是目前我國氫氣的主要來源。年產(chǎn)量約3000萬噸,主要用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品,缺陷是會產(chǎn)生一定的碳排放,最新發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2020-2035年)》中規(guī)劃明確,未來我國會重點(diǎn)發(fā)展以可再生能源制氫,也就是太陽能、風(fēng)能發(fā)的電,電解水制氫,被稱為綠氫。以此形成清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系,與此同時,嚴(yán)格控制化石能源制氫。
為什們要以“電—氫—電”的形式呢?
對此專家表示,這是因?yàn)殡姴灰變Υ妫梅€(wěn)定性相對較低的太陽能、風(fēng)能發(fā)的電來制氫,一方面可以避免部分的電能的浪費(fèi),另一方面也解決了能源的存儲問題,目前我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展逐漸走出了一條自己的道路,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)先行探路,京津冀、長三角、珠三角已經(jīng)形成了氫能產(chǎn)業(yè)區(qū)域,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展也正在從沿海進(jìn)一步向內(nèi)陸擴(kuò)展,地處西北部的包括寧夏、甘肅在內(nèi),氫能產(chǎn)業(yè)也迎來了利好,當(dāng)?shù)卣谔剿鞔笠?guī)模使用清潔能源制氫,通過光伏電站探索低碳化、低成本的多元制氫體系。
既然氫能能在多領(lǐng)域適用,又符合低碳、零碳的需求,為何現(xiàn)在才開始發(fā)展呢?其實(shí)我國早在上世紀(jì)七八十年代就已經(jīng)開始了對氫能的研究,但是因?yàn)榧夹g(shù)門檻高,關(guān)鍵部件一直沒有取得明顯的突破,目前這個情況的是否得到了解決將氫氣及時的轉(zhuǎn)化為電能到底需要什么樣的核心部件呢?
氫燃料電池膜電極就是氫氣轉(zhuǎn)化成電能的核心部件,氫氣通過它時會產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)形成電流,一片氫燃料電池的膜電極能產(chǎn)生500w左右的電能,一輛氫能大巴車需要安裝300多片,氫燃料電池反應(yīng)速度非???,在毫秒間就能將氫氣轉(zhuǎn)換成電能,而這毫秒之間的轉(zhuǎn)換技術(shù)科研團(tuán)隊(duì)卻用了整整4年才研發(fā)成功,并不斷進(jìn)行迭代優(yōu)化,其中一個核心材料質(zhì)子交換膜進(jìn)口價格一度高達(dá)每平方米一萬多元。但隨著國產(chǎn)產(chǎn)品的研制成功,價格一下子就跌到了每平米兩千元。“目前,已經(jīng)完成了全部六項(xiàng)核心技術(shù)的突破,并且形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模,即使解決了卡脖子的問題,也保證了國家產(chǎn)業(yè)鏈的安全。”
氫氣易燃易爆,氫氣使用是否安全呢?記者來到了北京中關(guān)村延慶園的加氫站,每天有60-80輛氫能大巴車在這里補(bǔ)充氫能,每臺大巴車加氫的時間在15-20分鐘左右,工作人員告訴記者,雖然氫氣的燃點(diǎn)很低,但是氫氣安全性卻不用擔(dān)心,因?yàn)闅錃獾膿]發(fā)性非常強(qiáng),一旦泄露就會快速擴(kuò)散,所以在露天開放的環(huán)境下,氫能想要形成易爆點(diǎn)或者易燃的濃度都是非常難的,還有研究顯示,氫能的安全性要好于燃?xì)夂推汀?/div>
3月23日,我國首個氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃已發(fā)布,明確了今后15年我國氫能產(chǎn)業(yè)的整體布局,規(guī)劃中明確到2025年,我國氫燃料電池車輛保有量約達(dá)5萬輛,并建設(shè)一批加氫站,到2030年,要形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系,清潔能源制氫及供應(yīng)體系,有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn),到2035年,要形成氫能多元運(yùn)用生態(tài)、可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的體系明顯提升。