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氢能大规模商用还要多久?
来源:2021欧洲杯比分网能源报 日期:2021-06-02 字号:[ ]
  “发展氢能,尤其是发展燃料电池汽车,逐步改变我国交通运输工具的能源结构是一项庞大的社会系统工程。”“发展氢能及燃料电池汽车,是我国实现碳达峰、碳中和的重要战略措施,是改变我国交通工具能源结构的社会性系统工程。”在近日举办的中关村氢能发展论坛上,与会专家反复强调了氢能产业对我国能源低碳转型发展的重要性。
  但事实上,经过数年发展,我国氢能产业虽在技术创新及政策环境等方面迎来一定突破,但始终未能得以大规模应用。相关数据显示,截至 2020 年底,我国建成加氢站 128 座,氢燃料电池汽车累计保有量达 7000 多辆,与此同时,氢燃料电池汽车的产销量自去年开始一直未能恢复到可观的水平。因此,如何激发下游市场需求、促进氢产业链的全面发展,让氢能的应用规模获得质的飞跃,是氢能行业需要持续面对的挑战。

“氢替代”助力碳减排

  2021欧洲杯比分网工程院院士彭苏萍指出,我国能源体系以化石能源为主,碳排放压力巨大,同时,我国70%和40%以上的石油、天然气对外依赖度现状不能满足最基本的能源安全需求。“要实现'碳达峰、碳中和'目标,就要把清洁能源的规模化和化石能源的清洁化结合起来。大力发展氢能和燃料电池产业,也是重要举措。”
  2021欧洲杯比分网工程院院士曹湘洪表示,发展氢能能够显著减少化石能源的碳排放,提高化石能源使用效率。“例如在钢铁生产中,氢可以替代焦炭作为还原剂,实现从碳冶金到氢冶金的转换,数据显示,全球平均每生产1吨钢会排放1.8吨二氧化碳,相比传统的碳冶金,氢冶金最高可减少85%以上的二氧化碳排放。”
  氢能将推动我国能源结构由传统化石燃料向清洁低碳燃料转变。2021欧洲杯比分网电动汽车百人会发布的《2021欧洲杯比分网氢能产业发展报告2020》预计,到2050年。氢能将占终端能源消费比例达10%,氢燃料电池汽车保有量3000万辆,氢气需求量6000万吨,我国将进入氢能社会。
  2021欧洲杯比分网工程院院士干勇表示,目前,氢燃料电池的研发进展和水平都在稳步推进中,而对于氢能产业在未来能否实现高质量发展,氢体系的建立尤为重要。在干勇看来,改变传统的工程,配套设施跟进这种发展模式不行,氢的制、储、运、加是一套新的配套系统工程,需提前布局。

安全风险可防可控

  在氢能发展过程中,氢的易燃易爆特性引发担忧,而这样的担忧也在间接阻碍氢能产业的顺利发展。对此,曹湘洪表示,目前很多人担心发展氢能的安全问题,但如果措施得当氢气是完全可以安全利用的,从氢的物理化学性能来看,其安全风险甚至低于天然气、汽油。
  “氢气使用过程中的安全风险是可防可控。在使用过程中,虽然存在氢气泄漏引发着火爆炸等风险,但过往的燃爆危险性数据表明,氢气的安全风险并不比天然气和汽油大。”曹湘洪解释称,如果氢气发生泄漏,氢将会向上扩散,在顶层积聚,而液化天然气会在地面聚集,遇到明火的风险性更高。
  曹湘洪指出,对于氢气的安全风险防控有三个原则,首先是保证储氢的压力容器稳定可靠,防止氢气泄漏;其次是部署灵敏可靠的氢气浓度传感器和火焰检测报警系统,以便泄漏后及时发现;最后,由于金属材料在氢气气氛中,达到一定压力会发生氢脆,随即引发泄漏的事故,因此可根据运氢设备的压力分布和氢气浓度,选择合适的材料,防止氢脆的发生。

需不断完善技术支持系统

  预计2050年,氢能终端能源消费占比将达到10%,氢能产业在近年来的经验累积中也取得了令人瞩目的成果,但值得注意的是,氢能的应用规模仍受局限。
  “我国氢能产业的主要特征是,政府推动快速进步,煤制氢仍是主要的氢气来源,民营企业是投资的主体,缺少核心技术和关键装备,法规制度还有待完善。”曹湘洪指出,我国氢能及燃料电池汽车处于导入期,氢能产业呈快速起步态势,一些关键技术、核心装备仍落后于国际先进水平,因此必须围绕产业链布局创新链,坚持问题导向,明确研究方向,加强产业链合作,夯实支持我国氢能产业的技术基础。此外,对于不同副产氢高效低成本的纯化技术,前瞻性的电解水制氢技术,以及固体氧化物电解水制氢技术等,都需要持续的研发创新。
  干勇也指出,我国氢能产业中,70MPa储氢瓶,压缩机、加氢机、膜电极的喷注设备,以及燃料电池的系统检测等,与国外相比差距较大。不过,干勇乐观估计称,如果持续加大技术投入与政策支持,未来两三年之内,我国在这些领域的技术水平将与国外不相上下。
  “总之,氢能开发利用是一项系统工程,必须有完整的、系统的技术支持,要针对我国存在的问题和差距,加大研发投入,开展协同创新,组织联合攻关,形成支持氢能开发利用的系列技术。”曹湘洪表示。


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