2024年12月21日 星期六
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氢能利用可多轨并进 明确定位并加快商业示范

2019/10/16 14:02:212979

  氢能作为清洁的二次能源,对改善我国气体比重过低的能源结构、缓解碳减排压力具有深远意义,但要想实现规模化利用从而替代化石能源,还需要解决一系列重大科技问题。 氢燃料电池优先突破   据清华大学教授毛宗强介绍,目前主要的氢能转化方式为氢燃料电池和氢内燃机。氢能利用特别是氢燃料电池技术,可以提供稳定、高效、无污染的电动汽车动力电源,在移动交通、非移动领域的电力储存等方面均具有明显优势。 燃料电池在等温、高效地将化学能转化为电能的过程中很少排放大气污染物,而且噪声低,是环境友好的发电装置,如今已成功用作宇宙飞船的电源等。但燃料电池在军转民过程中,却面临着成本与寿命的矛盾,在降低成本以适应民用的同时,则要兼顾电池的可靠性与寿命因素。 毛宗强表示,当前我国燃料电池汽车发展面临的问题是:氢能和燃料电池的发展定位亟待明确,关键技术水平急需提高,商业化应用示范亟待加强。目前,质子交换膜燃料电池(PEMFC)需用贵金属铂催化剂,致使燃料电池造价过高,尤其是地球铂资源稀缺,对铂的依赖无疑是限制PEMFC获得广泛应用的主要因素。 关于氢内燃机汽车技术,专家介绍,眼下我国正在致力于发展氢内燃机汽车,相关项目已经准备示范,但是国内在纯氢内燃机制造加工方面明显落后于国外,仅局限于个别单位研发、手工定制,与国外汽车企业的生产线相比还有相当一段距离。 氢能利用可多轨并进   参加香山科学会议的专家们认为,氢能利用大多直接与燃料电池相连,主要是因为效率的问题。燃料电池的效率一般在60%以上,而氢内燃机的效率大多在30%~40%。如果氢内燃机效率达到50%且不发生爆震,则同样具有竞争力。同时,阴离子碱性燃料电池如能解决交换膜的厚度、稳定性等问题,就会具有与PEMFC相当的竞争力。 对此,国务院能源参事石定寰指出,在氢能利用方面,车用燃料不应该是唯一的方向。如今,分布式家用燃料电池电站已在日本、加拿大、美国等获得成功应用。我国拥有很多氢能相关技术,各种技术的商业化水平也不同,应根据我国国情,把氢能经济中能够商业化的部分先做起来。 浙江大学王启东教授也持类似观点。他表示,氢能利用应以混氢时代作为过渡。氢不但可以直接作为燃料,也可以作为燃烧促进剂。将少量氢气加入汽车燃料中,可使汽车能耗降低15%~20%,甚至降低30%,这在美国和加拿大都已得到验证,是值得产业界深入探索的氢能利用方向。 配套设施开发需跟上   除了氢能利用的途径之外,相关配套设施的开发与建设也很重要。氢燃料电池汽车关键技术涉及氢源、储运加注、车载供氢等主要环节。其中,氢源技术与燃料成本和电池寿命密切相关,高压氢气储运加注基础设施技术对燃料供给与保障至关重要,车载供氢技术则是影响汽车续驶里程和氢安全性的关键因素。 关于基于液态有机储氢材料的构架模式,专家认为,这种基础构架可充分利用现有汽油输送方式和加油站构架,从而能大幅降低未来氢能规模利用的成本。今后,我国氢能利用应重点关注基于高压氢的加氢站建设,并努力发展我国第一条氢能高速公路。