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        加氫站設備帶你解析氫能是21世紀的終極能源之一

        點擊次數:88    發布時間:2022-04-27
          加氫站設備帶你解析氫能發展離不開燃料電池
          氫氣的安全性問題,一直被人們關注。迄今為止,人類用氫氣已經超過100年,全球的化工廠、煉油廠每年使用的氫氣超過6000萬噸,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能和風能制氫成本低,隨著可再生能源的發展,未來10年或20年后,其成本可能會比化石燃料制氫更低。
          氫氣的產業鏈很長,包括制氫、儲氫、用氫、運氫等四個環節,最難的是兩頭。原來是通過煤或天然氣制氫,會產生很多的二氧化碳。利用可再生能源電解水制氫,所需大規模裝置的開發難度較大,目前大部分相關技術被國外壟斷。隨著整個產業鏈的打通,我國在電解水制氫上,從催化劑、膜電極,到整個裝置都在進行大規模的開發。
          氫氣的運輸方法很多。比如高壓氫氣運輸、液態氫氣運輸、管道氫氣運輸等。我們也在開發各種各樣的合成運輸途徑,比如金屬儲氫、氨儲氫等。
          氫氣供應離不開加氫站。在加氫站數量上,我國尚不及日本、德國、美國,截至去年底,我國加氫站總數超過100座,但實際運營可能不足一半。我國的加氫站供應和建設還需要進一步加強。
          氫能發展離不開燃料電池
          氫能發展是從燃料電池開始的,我國也不例外。
          燃料電池的發展非???,重量已經降到了原來的百分之一,甚至二百分之一。新的燃料電池既可以制氫,又可以發電。這種燃料電池已經在宇宙飛船中使用。
          燃料電池的發展是一個降成本、降資源,增加工藝密度的過程。1000瓦的成本由原來的10萬美元降到了幾百美元,1000瓦的鉑用量從原來的十幾克降到了零點幾克。同時,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。
          燃料電池的關鍵技術,可分成十幾項。其中催化劑、擴散層、質子交換膜、膜電極工藝、雙極板、流路設計、雙極板成型、防腐涂層、電堆設計、電堆封裝、系統控制、系統關鍵設備、空壓機、氫氣循環泵等,都是我們需要攻克的技術。目前,國內的技術還不成熟,還有很長的一條路要走。
          以往,我國欠缺燃料電池的關鍵核心,很多技術依靠進口,或者進口材料在國內的外資企業進行生產。截至目前,利用大型能源央企的技術優勢,我國已經打通了全產業鏈,實現了從材料到關鍵工藝技術的完全自主可控。
          氫能與燃料電池的應用場景
          國外燃料電池產品已經完成了從瓦級到兆瓦級的全覆蓋,只要用電的地方都可以成為燃料電池的應用場景。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、無人機、船舶等交通用途;家庭熱電聯供,還有基站用的電源等固定式應用;充電寶、應急電源等移動式應用。
          為什么燃料電池推廣不開?實際上是由于加氫的基礎設施沒有跟上。如果加氫設施跟上,燃料電池的乘用車很快就可以普及。與電動車相比,燃料電池大巴、重卡等大型車在續航、使用成本上也有優勢。
          在日本,燃料電池還應用于熱電聯供系統。他們用天然氣制氫,其中高熱值部分發電,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。熱電聯供系統的熱電率可達到70%-80%,節省了很多能源。
          氫能還可以用在發動機領域,為未來的飛機、船舶、電動自行車、叉車等提供動力,解決續航等問題。在太空中,利用太陽能光伏可以實現水電解制氫。在工業領域,氫氣還可以煉鋼等。

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