氫能有哪些特點(diǎn)?
(1)氫氣熱值高,易于實(shí)現(xiàn)輕量化和高續(xù)航。燃燒熱值高,氫能的熱值是除核燃料以外熱值最高的燃料,燃燒同等質(zhì)量的氫產(chǎn)生的熱量,約為汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍;這意味著,消耗相同質(zhì)量的石油、煤炭和氫氣,氫氣所提供的能量最大,這一特性能有效滿足汽車、航空航天等輕量化發(fā)展需求。
(2)氫能發(fā)電建設(shè)成本低,不足光伏發(fā)電成本的1/5。相較于風(fēng)能、天然氣、光伏、石油、生物質(zhì)能發(fā)電等眾多發(fā)電方式,氫能源的發(fā)電建設(shè)成本最低,僅為580美元/千瓦,不足光伏發(fā)電建設(shè)成本的1/5。
氫能產(chǎn)業(yè)整裝待發(fā),產(chǎn)業(yè)鏈各板塊究竟如何?上游制氫:我國(guó)當(dāng)前為世界第一大制氫國(guó),預(yù)計(jì)2020年或?qū)⒊?000萬(wàn)噸。我國(guó)氫氣主要是作為化工合成的中間產(chǎn)品或原料,以能源形式利用的氫氣量較少。主要制氫的方法是化石燃料制氫法。中國(guó)制氫企業(yè)分布有明顯的地域特征,東部沿海多內(nèi)陸少。其中以廣東省、江蘇省、上海市、山東省、北京市企業(yè)最為集中,共占全國(guó)制氫總量的66%左右。
中游加氫儲(chǔ)運(yùn):高壓氣態(tài)為儲(chǔ)存運(yùn)輸當(dāng)前主流,固態(tài)儲(chǔ)氫未來(lái)有望替代。加氫站是燃料電池汽車發(fā)展的重要配套設(shè)施,也是各個(gè)國(guó)家的規(guī)劃建設(shè)重點(diǎn)。目前,包括中國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家紛紛出臺(tái)相應(yīng)規(guī)劃以加快加氫站的建設(shè)布局,助推氫能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。截至2018年年底,我國(guó)加氫站數(shù)量為23座,位列全球第四。預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)將建成100座加氫站;預(yù)計(jì)到2030年,我國(guó)將建成1000座加氫站。(《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》)
下游應(yīng)用:中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。截至2017年底,我國(guó)燃料電池行業(yè)整體產(chǎn)能在60MW以上。國(guó)內(nèi)雖有相關(guān)企業(yè)開(kāi)始介入,但與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品相比,可靠性和耐久性仍存在較大差距,大部分關(guān)鍵零部件及關(guān)鍵材料仍依賴進(jìn)口。近年受益政策支持,中國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)量呈“J”型增長(zhǎng)。2018年燃料電池汽車產(chǎn)量躍升至1619輛,燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)開(kāi)啟以補(bǔ)貼為基石的內(nèi)生性增長(zhǎng)時(shí)代。從地域看,中國(guó)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)在全國(guó)各地呈現(xiàn)出全面發(fā)力的特點(diǎn),但也形成了一定的產(chǎn)業(yè)集群。
從各國(guó)發(fā)展角度看,世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家從資源、環(huán)保等角度出發(fā),都十分看重氫能的發(fā)展,目前氫能和燃料電池已在一些細(xì)分領(lǐng)域初步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。目前氫燃料電池及氫燃料電池汽車的研發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用在日本、美國(guó)、歐洲迅速發(fā)展,在制氫、儲(chǔ)氫、加氫等環(huán)節(jié)持續(xù)創(chuàng)新。
當(dāng)前時(shí)點(diǎn)下,氫能未來(lái)已來(lái)?
氫能是未來(lái)能源的主角。早在2006年有關(guān)氫能的《百年備忘錄》中,科學(xué)家們指出:“21世紀(jì)初葉人類正面臨的兩大危機(jī):一是人為因素導(dǎo)致的氣候變化是真實(shí)存在的,至21世紀(jì)末,氣溫的升高將會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)相當(dāng)大的幅度,并將會(huì)給人類、動(dòng)物、植物以及人類文化遺產(chǎn)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。二是傳統(tǒng)化石能源或核能源燃料被少數(shù)幾個(gè)國(guó)家寡頭壟斷的情況正不斷加劇,這不利于大多數(shù)國(guó)家利用能源。解決上述問(wèn)題的方案不少,但是氫能為最優(yōu)方案,它將為人類提供足夠的清潔能源?!睙o(wú)論從能源歷史發(fā)展的角度還是氫能本身特質(zhì)的角度,氫能源都將會(huì)是未來(lái)能源的主角。
氫能是氫在物理與化學(xué)變化過(guò)程中釋放的能量。屬于二次能源。當(dāng)前人們正從“油氣時(shí)代”向“氫能時(shí)代”邁入,預(yù)期在21世紀(jì)中葉進(jìn)入“氫能經(jīng)濟(jì)”時(shí)代。
氫能源的發(fā)展并非近幾年才興起,人類從發(fā)現(xiàn)氫到今天,足有數(shù)百年歷史,而利用氫做動(dòng)力源都有近300年時(shí)間。
隨著氫能應(yīng)用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟,以及全球應(yīng)對(duì)氣候變化壓力的持續(xù)增大,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在世界各國(guó)備受關(guān)注,氫能及燃料電池技術(shù)作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)展的重要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù),已經(jīng)在全球范圍內(nèi)達(dá)成了共識(shí),多國(guó)政府都已出臺(tái)氫能及燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略路線圖,美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家更是將氫能規(guī)劃上升到國(guó)家能源戰(zhàn)略高度。
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