加氫站設(shè)備帶你解析氫能發(fā)展離不開燃料電池
氫氣的安全性問題，一直被人們關(guān)注。迄今為止，人類用氫氣已經(jīng)超過(guò)100年，全球的化工廠、煉油廠每年使用的氫氣超過(guò)6000萬(wàn)噸，因氫氣引起的安全事故所占比例極低。
成本方面，目前化石燃料制氫比太陽(yáng)能和風(fēng)能制氫成本低，隨著可再生能源的發(fā)展，未來(lái)10年或20年后，其成本可能會(huì)比化石燃料制氫更低。
氫氣的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng)，包括制氫、儲(chǔ)氫、用氫、運(yùn)氫等四個(gè)環(huán)節(jié)，最難的是兩頭。原來(lái)是通過(guò)煤或天然氣制氫，會(huì)產(chǎn)生很多的二氧化碳。利用可再生能源電解水制氫，所需大規(guī)模裝置的開發(fā)難度較大，目前大部分相關(guān)技術(shù)被國(guó)外壟斷。隨著整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的打通，我國(guó)在電解水制氫上，從催化劑、膜電極，到整個(gè)裝置都在進(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)。
氫氣的運(yùn)輸方法很多。比如高壓氫氣運(yùn)輸、液態(tài)氫氣運(yùn)輸、管道氫氣運(yùn)輸?shù)?。我們也在開發(fā)各種各樣的合成運(yùn)輸途徑，比如金屬儲(chǔ)氫、氨儲(chǔ)氫等。
氫氣供應(yīng)離不開加氫站。在加氫站數(shù)量上，我國(guó)尚不及日本、德國(guó)、美國(guó)，截至去年底，我國(guó)加氫站總數(shù)超過(guò)100座，但實(shí)際運(yùn)營(yíng)可能不足一半。我國(guó)的加氫站供應(yīng)和建設(shè)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
氫能發(fā)展離不開燃料電池
氫能發(fā)展是從燃料電池開始的，我國(guó)也不例外。
燃料電池的發(fā)展非?？?，重量已經(jīng)降到了原來(lái)的百分之一，甚至二百分之一。新的燃料電池既可以制氫，又可以發(fā)電。這種燃料電池已經(jīng)在宇宙飛船中使用。
燃料電池的發(fā)展是一個(gè)降成本、降資源，增加工藝密度的過(guò)程。1000瓦的成本由原來(lái)的10萬(wàn)美元降到了幾百美元，1000瓦的鉑用量從原來(lái)的十幾克降到了零點(diǎn)幾克。同時(shí)，燃料電池的工藝密度一直在提升，從一升的幾十瓦提升到了3千至5千瓦。
燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)，可分成十幾項(xiàng)。其中催化劑、擴(kuò)散層、質(zhì)子交換膜、膜電極工藝、雙極板、流路設(shè)計(jì)、雙極板成型、防腐涂層、電堆設(shè)計(jì)、電堆封裝、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等，都是我們需要攻克的技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)的技術(shù)還不成熟，還有很長(zhǎng)的一條路要走。
以往，我國(guó)欠缺燃料電池的關(guān)鍵核心，很多技術(shù)依靠進(jìn)口，或者進(jìn)口材料在國(guó)內(nèi)的外資企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)。截至目前，利用大型能源央企的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，我國(guó)已經(jīng)打通了全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從材料到關(guān)鍵工藝技術(shù)的*自主可控。
氫能與燃料電池的應(yīng)用場(chǎng)景
國(guó)外燃料電池產(chǎn)品已經(jīng)完成了從瓦級(jí)到兆瓦級(jí)的全覆蓋，只要用電的地方都可以成為燃料電池的應(yīng)用場(chǎng)景。比如潛艇、航天、軍車等軍事用途；大型車、乘用車、叉車、重型貨車、軌道列車、無(wú)人機(jī)、船舶等交通用途；家庭熱電聯(lián)供，還有基站用的電源等固定式應(yīng)用；充電寶、應(yīng)急電源等移動(dòng)式應(yīng)用。
為什么燃料電池推廣不開？實(shí)際上是由于加氫的基礎(chǔ)設(shè)施沒有跟上。如果加氫設(shè)施跟上，燃料電池的乘用車很快就可以普及。與電動(dòng)車相比，燃料電池大巴、重卡等大型車在續(xù)航、使用成本上也有優(yōu)勢(shì)。
在日本，燃料電池還應(yīng)用于熱電聯(lián)供系統(tǒng)。他們用天然氣制氫，其中高熱值部分發(fā)電，作為家庭用電；低熱值部分供熱水，提高了天然氣的能源利用率。熱電聯(lián)供系統(tǒng)的熱電率可達(dá)到70%-80%，節(jié)省了很多能源。
氫能還可以用在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，為未來(lái)的飛機(jī)、船舶、電動(dòng)自行車、叉車等提供動(dòng)力，解決續(xù)航等問題。在太空中，利用太陽(yáng)能光伏可以實(shí)現(xiàn)水電解制氫。在工業(yè)領(lǐng)域，氫氣還可以煉鋼等。
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