新能源革命日新月異，氫能方興未艾

 

    2021年國家重點研發(fā)計劃啟動實施“氫能技術”重點專項，目標是以能源革命、交通強國等重大需求為牽引，到2025年實現(xiàn)我國氫能技術研發(fā)水平進入國際先進行列，關鍵產(chǎn)業(yè)鏈技術自主可控，描繪出我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術路徑的目標愿景。

 

    氫能發(fā)電，低碳環(huán)保

 

    氫是21世紀人類最理想的能源之一。用氫做能源發(fā)電?？芍^是理想之舉。制氫的原料是水，其燃燒的產(chǎn)物也是水，因此氫的原料用之不竭，也無環(huán)境污染問題。大型電站，無論是水電、火電或核電，都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng)，由電網(wǎng)輸送給用戶。但是各種用電戶的負荷不同，電網(wǎng)有時是高峰，有時是低谷。為了調(diào)節(jié)峰荷、電網(wǎng)中常需要啟動快和比較靈活的發(fā)電站，氫能發(fā)電就最適合搶演這個角色。

 

    更新的氫能發(fā)電方式是氫燃料電池。70年代以來，日美等國加緊研究各種燃料電池，現(xiàn)已進入商業(yè)性開發(fā)，日本已建立千瓦級燃料電池發(fā)電站，美國有30多家廠商在開發(fā)燃料電池。德、英、法、荷、丹、意和奧地利等國也有20多家公司投入了燃料電池的研究，這種新型的發(fā)電方式已引起世界的關注。燃料電池是將燃料的化學能直接轉換為電能，不需要進行燃燒，能源轉換效率可達60%—80%，而且污染少，噪聲小，裝置可大可小，非常靈活。最早，這種發(fā)電裝置很小，造價很高，主要用于宇航作電源?，F(xiàn)在已大幅度降價，逐步轉向地面應用。

 

    在2021年10月29日，天能首批8套公交車燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)正式下線，這批產(chǎn)品將裝箱發(fā)往四川南充縣吉利商用車生產(chǎn)基地。此次下線的是天能T系列公交車用氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)，配備天能氫能源自研電堆，額定功率為62kW，是一款專為吉利商用車量身打造的高安全、高智能、長續(xù)航的氫燃料電池系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)運行時只排放水，綠色環(huán)保，動力強勁。“產(chǎn)品自主研發(fā)，從立項到中試下線迭代升級，歷時12個月，零配件國產(chǎn)化率高達90%，迭代升級后比上一代系統(tǒng)氫耗降低18%，擁有專利20余項，動力強勁，節(jié)能降耗，低碳環(huán)保。”天能氫能源公司系統(tǒng)技術總監(jiān)向德成表示。

 

    純氫發(fā)動機，節(jié)能降耗

 

    早在100多年前，英國科學家就提出用氫為燃料的理論，但這一理論主要用于利用氫反應發(fā)電的原理制成質(zhì)子交換膜燃料電池。隨著氫燃料技術的進一步發(fā)展，出現(xiàn)了將氫氣直接作為發(fā)動機燃料的應用，這種氫燃料發(fā)動機驅動的汽車比電動車更符合“氫燃料汽車”或“燃氫汽車”的稱謂。氫燃料主要用于汽油發(fā)動機，應用的氫燃汽車大多采用氫與汽油或柴油混合的燃料。

 

    卡特彼勒公司在2021年末宣布開始提供能夠使用100%氫氣運行的發(fā)動機組，包括通過定制使用完全可再生的綠色氫氣?？ㄌ乇死諏⑼瞥錾逃冒l(fā)電解決方案，該解決方案可配置為使用摻有高達25%氫氣的天然氣。

 

    這些以市場為中心的創(chuàng)新建立在卡特彼勒的氫氣解決方案組合之上，包括燃氣輪機發(fā)動機組，這些發(fā)動機組已經(jīng)使用高混合氫運行了幾十年，并且今天能夠使用100%的氫氣運行。使用氫燃料的能力有助于通過高性能、具有成本效益的技術實現(xiàn)客戶的碳減排目標。“在卡特彼勒，我們與客戶一起努力了解他們的需求，他們正在尋找可靠的能源來支持他們與氣候相關的目標。”卡特彼勒能源與運輸集團總裁喬克里德(JoeCreed)說。“我們對新產(chǎn)品、技術和服務的持續(xù)投資是我們通過卡特彼勒提供的優(yōu)質(zhì)解決方案支持他們的一種方式。”

 

    憑借高達100%氫的發(fā)動機能力，卡特彼勒正在擴展其在燃氣發(fā)動機和燃氣輪機方面的傳統(tǒng)，并在高氫燃料方面擁有超過35年的經(jīng)驗?？ㄌ乇死绽^續(xù)進行投資，旨在提高氫動力解決方案的能力，并在發(fā)動機平臺上復制它們，因為這種燃料可能會在客戶的低碳未來計劃中發(fā)揮作用。

 

    氫能汽車，助力雙碳

 

    氫能汽車分為兩種，一種是氫內(nèi)燃機汽車是以內(nèi)燃機燃燒氫氣產(chǎn)生動力推動汽車。氫燃料電池車是使氫或含氫物質(zhì)與空氣中的氧在燃料電池中反應產(chǎn)生電力推動電動機，由電動機推動車輛。2018年9月28日，武漢首批氫燃料電池動力公交車在中國光谷武漢東湖新技術開發(fā)區(qū)359路公交線路試運行，武漢首座加氫站同步啟用，標志著武漢市氫燃料電池動力公交車全面進入商業(yè)化示范運行新階段。

 

    2021年11月18日上午，搭載濰柴燃料電池的全系列商用車亮相全國首座高速公路加氫站，成為該服務區(qū)第一批氫氣快速加注的車輛，同時在濟青高速上演了一場氫能車輛跨城際飛馳的“速度與激情”，引得社會廣泛關注。

 

    山東是氫能大省，氫能產(chǎn)業(yè)鏈完整，省內(nèi)高速公路發(fā)達，公路客運和貨運規(guī)模巨大，打造氫能高速示范場景擁有得天獨厚的優(yōu)勢。全國首座高速公路加氫站的建成投用，預示著“氫進萬家”示范項目全面進入建設期，濰柴將繼續(xù)扛起全省氫能發(fā)展重任，積極推動國內(nèi)首條燃料電池重卡的高速運輸規(guī)模化示范線建成，打造“濟青高速氫能重卡運輸”的樣板工程，建設起車、站、路協(xié)同的零碳交通運輸系統(tǒng)。與此同時，將同步加快氫能港口、氫能園區(qū)、氫能社區(qū)等示范場景的落地。

 

    加氫站林立氫能市場

 

    作為給燃料電池汽車提供氫氣的基礎設施，加氫站也如雨后春筍般在不斷增長，各種示范活動在全世界各地火熱展開，這些加氫站的建設及示范運行活動為今后積累了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

 

    在四川省涼山州西昌市投運的加氫站是中國西部高原地區(qū)首座標準化固定式加氫站，10輛氫燃料電池公交車將陸續(xù)啟動運營。月城加氫站的建成，解決了西昌當?shù)貧淙剂想姵仄嚾剂霞幼栴}，也為推進涼山州氫能汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了基礎設施保障。“這是涼山氫能產(chǎn)業(yè)從無到有的標志性項目。”據(jù)涼山州副州長趙勇介紹，涼山州有著水能、風能、太陽能等豐富的清潔能源資源，目前正科學布局制、儲、運、用為一體的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)東方鍋爐相關負責人介紹，公司未來將依托東方電氣(西昌)氫能源有限公司，在涼山州開展可再生能源制氫、加氫綜合能源一體化示范項目建設，積極開展氫燃料電池城際客車、重型卡車、物流車、旅游車等示范，協(xié)同打造成渝“氫走廊”。

 

    氫能是世界能源發(fā)展的主要方向之一，是無污染、零排放的綠色能源。氫能汽車也是國際新能源領域最前沿課題。四川是中國第二個、西部地區(qū)首個開通氫燃料電池公交示范線的省份，也是西部首個建成加氫站的省份。

 

    全球氫燃料電池的研制歷史雖然長達幾十年，但與已應用上百年形成巨大產(chǎn)業(yè)規(guī)模的傳統(tǒng)石化能源相比成本仍然很高，而如今在全球遏制碳排放的共識和推動下，氫能終于受到廣泛關注，必將迎來產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)。見道網(wǎng)

 

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    新能源　氫能

 

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