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對氫能的研發(fā)怎么利用？

氫具有高揮發(fā)性、高能量，是能源載體和燃料，同時氫在工業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在工業(yè)每年用氫量為5500億立方米，氫氣與其他物質(zhì)一起用來制造氨水和化肥，同時也應(yīng)用到汽油精煉工藝、玻璃磨光、黃金焊接、氣象氣球探測及食品工業(yè)中。液態(tài)氫可以作為火箭燃料，因為氫的液化溫度在-253℃。

氫能在21世紀(jì)有可能在世界能源舞臺上成為一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優(yōu)越的新能源，其主要優(yōu)點有：燃燒熱值高，每千克氫燃燒后的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產(chǎn)物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，氫氣可以由水制取，而水是地球上最為豐富的資源，演繹了自然物質(zhì)循環(huán)利用、持續(xù)發(fā)展的經(jīng)典過程。

隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的、儲量豐富的新的含能體能源。氫能正是一種在常規(guī)能源危機的出現(xiàn)、在開發(fā)新的二次能源的同時人們期待的新能源。

目前，氫能技術(shù)在美國、日本、歐盟等國家和地區(qū)已進入系統(tǒng)實施階段。美國政府已明確提出氫計劃，宣布今后4年政府將撥款17億美元支持氫能開發(fā)。美國計劃到2040年美國每天將減少使用1100萬桶石油，這個數(shù)字正是現(xiàn)在美國每天的石油進口量。

氫能汽車氫燃料電池技術(shù)，一直被認(rèn)為是利用氫能解決未來人類能源危機的終極方案。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車工業(yè)已經(jīng)成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。與此同時，汽車燃油消耗也達到8000萬噸，約占中國石油總需求量的1/4。在能源供應(yīng)日益緊張的今天，發(fā)展新能源汽車已迫在眉睫。用氫能作為汽車的燃料無疑是最佳選擇。

雖然燃料電池發(fā)動機的關(guān)鍵技術(shù)基本已經(jīng)被突破，但是還需要更進一步對燃料電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)進行改進、提升，使產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟。這個階段需要政府加大研發(fā)力度的投入，以保證中國在燃料電池發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)方面的水平和領(lǐng)先優(yōu)勢。這包括對掌握燃料電池關(guān)鍵技術(shù)的企業(yè)在資金、融資能力等方面予以支持。除此之外，國家還應(yīng)加快對燃料電池關(guān)鍵原材料、零部件國產(chǎn)化、批量化生產(chǎn)的支持，不斷整合燃料電池各方面優(yōu)勢，帶動燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。同時政府還應(yīng)給予相關(guān)的示范應(yīng)用配套設(shè)施，并且支持對燃料電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈予以培育等，以加快燃料電池車示范運營相關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的制定和加氫站等配套設(shè)施的建設(shè)，推動燃料電池汽車的載客示范運營。有政府的大力支持，氫能汽車一定能成為朝陽產(chǎn)業(yè)。

氫能源的具體應(yīng)用形態(tài)

(一)、交通應(yīng)用

交通：2030年中國燃料電池車數(shù)量將達50000輛，說到氫能源通常人們都會想到交通行業(yè)——氫能源汽車。

隨著技術(shù)的成熟，氫加氣站的完善，近幾年來國際氫能舞臺的中國聲音也越來越多。2017年我國生產(chǎn)了1272量燃料電池車，比2016年生產(chǎn)的629輛，增長了102%，預(yù)計2018年超過3000輛。(二)、工業(yè)應(yīng)用

目前我國年產(chǎn)氫氣2100萬噸左右，主要應(yīng)用于合成氨、合成甲醇和石油煉化等化工行業(yè)。預(yù)計傳統(tǒng)用氫領(lǐng)域氫能需求隨市場變化有所波動，但大體保持穩(wěn)定，其中合成氨工業(yè)氫能需求在2030年前有所增加。隨著鋼鐵行業(yè)減煤壓力日益趨緊，氫氣在鋼鐵行業(yè)中的需求量有望快速增加。(三)航天：世界新一代運載火箭以氫氧發(fā)動機為主動力

氫能源作為重要的新型能源最早用于國防軍事工業(yè)，尤其是航天領(lǐng)域。 氫元素是組成宇宙的重要的元素之一，但是人類制造液氫還是比較晚，在1898年在實驗室才生成液氫，跟其他技術(shù)一樣，都是首先用以國防軍事工業(yè)，最典型的地區(qū)是美國的載人登月計劃，阿波羅登月計劃土星五號運載火箭?！敝袊教炜萍技瘓F氫能工程技術(shù)研發(fā)中心主任譚永華介紹，我國到總共開發(fā)了四型氫氧發(fā)動機，主打的是長三甲系列發(fā)動機。目前為止已經(jīng)形成了完整的液氫航天工業(yè)體系，從生產(chǎn)、儲存、運輸、試驗及測控、安全與監(jiān)測，成果，包括形成了一系列的國家的軍用標(biāo)準(zhǔn)。(四)、建筑應(yīng)用

目前，我國建筑普遍存在耗能大，效率低，圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能不高等問題，并具有夏季空調(diào)用電量大，冬季采暖能耗高等特點。天然氣重整制氫用于燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)，不僅可以有效降低天然氣終端利用的排放強度，且具有多能互補、能綜合效高、保障供能可靠性等方面的優(yōu)點，未來具有一定市場推廣空間。此外，當(dāng)前我國應(yīng)急(EPS)與備用電源(UPS)市場主要以鉛酸電池為主，部分企業(yè)也開始采購?fù)艘蹌恿﹄姵亻_展基站備電技術(shù)示范，采用氫能的燃料電池可作為用戶側(cè)作為應(yīng)急或備用電源的備選方案。

對大量開發(fā)氫能源有什么建議

氫能是個好東東，其比能量是常用能源中最高的，是標(biāo)準(zhǔn)煤的好幾倍。

最熱門的燃料電池就以氫能為燃料，作為汽車動力，是絕對零排放無污染的。

可是它太不容易對付，傳統(tǒng)的高壓存儲挺嚇人的，這方面的安全試驗總在進行，前幾年美國加州大學(xué)洛杉磯分校在多次膨脹實驗后有報告，證明合理地存儲的氫氣車量，在一般交通事故后，并不比汽油汽車更危險。

氫能的理想存儲方法是更熱門的納米碳管存儲，研究者趨之若鶩，但迄今為止進展不快。

說實在的，一旦更安全儲氫方法，比如納米碳管存儲實用化，就宣布了如今的鋰電池汽車的徹底下課。

氫能開發(fā)有多條途徑，其中有完全綠色的方案，如

太陽能電池---電---電解水--氫--儲存

氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)多領(lǐng)域應(yīng)用方案

福建亞南燃料電池的優(yōu)越性能和大功率范圍決定其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域：

1、? 可用于城市大型發(fā)電站及醫(yī)院、商店等的發(fā)電裝置；

2、? 可用于乘用車、客車等交通工具的動力電源；

3、? 可用于無人機、自行車及便攜式設(shè)備的電源；

4、由于氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的高效、低噪音、紅外輻射低及持續(xù)運行能力等優(yōu)勢，尤其適用于軍事裝備，從戰(zhàn)場上用的手持式設(shè)備電源到軍事基地通信電源設(shè)備再到海陸運輸。

新“十城千輛”推廣方案，能跑千公里的氫能源車來啦

行業(yè)內(nèi)流傳甚久的氫燃料電池汽車推廣計劃近日露出“廬山真面目”。

近日，一份名為財政部發(fā)布《關(guān)于征求(征求意見稿)意見的函》（下文簡稱《征求意見稿》）的文件在業(yè)內(nèi)流傳。

從2018年便開始傳聞的氫燃料電池汽車“十城千輛”計劃，終于要拉開序幕，而業(yè)內(nèi)對于征求意見稿又是如何解讀的？整體新能源產(chǎn)業(yè)大環(huán)境又將發(fā)生哪些變化？

此次的“十城千輛”有什么不一樣

想必關(guān)注新能源的人都還記得，在2009年，由科技部、財政部、發(fā)改委、工信部四部委共同啟動了“十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程”，這就是中國新能源汽車啟動元年的標(biāo)志性事件“十城千輛”。

通過提供財政補貼，中央計劃用3年左右的時間，每年發(fā)展10個城市，每個城市推出1000輛新能源汽車開展示范運行。

在多年的推廣后，新能源汽車已經(jīng)取得了相當(dāng)好的成效，連續(xù)兩年銷量超過100萬輛。

此次燃料電池車《征求意見稿》在此前四部委定調(diào)“以獎代補”的基礎(chǔ)上，進一步細(xì)化了指標(biāo)內(nèi)容。如在示范期間，要推廣超過1000輛達到相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的燃料電池汽車，平均單車?yán)鄯e用氫運營里程超過3萬公里。”

《征求意見函》顯示，此次被具體征求意見的有北京市、山西省、上海市、江蘇省、河南省、湖北省、廣東省、四川省財政廳（局）等八個省份?！墩髑笠庖姾钒l(fā)出日期為4月29日，征求意見截止時間為5月7日。

作為目前全球最清潔的能源，氫能一直備受推崇。不過，由于成本高昂及技術(shù)突破難等原因，氫燃料電池汽車在行業(yè)內(nèi)所占比例很低，商業(yè)化利用不盡如人意。中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，2019年，全國汽車產(chǎn)銷量分別為2572.1萬輛和2576.9萬輛，而氫燃料電池汽車產(chǎn)銷分別為2833輛和2737輛。

有業(yè)內(nèi)人士表示，氫燃料電池車的反應(yīng)膜和加氫站的成本過于高昂，限制了其發(fā)展，如何解決這方面問題是這次推廣的重點。

燃料電池將迎來新風(fēng)口

目前來看,純電動補貼紅利即將成為過去式,而以往很少被提及的燃料電車汽車,尤其是氫能汽車很大幾率會成為繼純電動車之后的又一風(fēng)向標(biāo)。

依照目前的新能源補貼政策，可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)省份對于氫燃料電池車輛的補貼都是按國家補貼的1:0.5比例執(zhí)行，個別省份更是最高可達1:1的比例。

而國家補貼方面，文件規(guī)定輕型燃料電池客車/貨車采取定額補貼方式，補貼上限為30萬元/輛，大中型客車/中重型貨車則是50萬元/輛。這也是在新能源補貼逐漸退坡的大趨勢下，依舊維持高補貼的車型。

“行業(yè)的興起必須依托技術(shù)的進步，最開始推廣純電動汽車還是應(yīng)用的鉛酸電池、鎳氫電池，直到鋰電池的出現(xiàn)，高能量密度、長壽命特性，才使純電動汽車在2014年以后迎來大面積爆發(fā)?！眹倚履茉雌噭?chuàng)新工程專家組組長王秉剛王秉剛認(rèn)為，技術(shù)的進步和成熟度是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

目前截止2019年底，累計16省、28市開始了燃料電池汽車示范運營，總計數(shù)量3000輛左右，全國運營加氫站達到41座，已初步形成京津冀、長三角、 粵港澳大灣區(qū)、環(huán)武漢四大產(chǎn)業(yè)集群。

但從終端來看，燃料電池汽車依舊面臨購置成本與使用成本的“雙高”局面。一方面加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的缺失推升了使用過程之中的隱性成本，需求難以釋放；另一方面燃料電池系統(tǒng)因其國產(chǎn)化難度大，制造成本高企，導(dǎo)致整車售價仍高，推廣仍存在一定問題。

就像當(dāng)初新能源的“十城千輛”計劃一樣，新能源汽車站上了風(fēng)口。而伴隨著新“十城千輛”的鼓勵政策落地，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐加快以及燃料電池國產(chǎn)化進程的推進，燃料電池發(fā)展瓶頸有望進一步得到突破。

本文來源于汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

中國對氫能的研究有哪些？

我國的中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略也把氫能列為重點研究對象之一，相關(guān)科研機構(gòu)和企業(yè)都表現(xiàn)出了極大的熱情。目前，我國已在氫能研究領(lǐng)域取得了多方面的進展，在不久的將來有望成為氫能研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)先的國家之一，也被國際公認(rèn)為最有可能率先實現(xiàn)氫燃料電池和氫能汽車產(chǎn)業(yè)化的國家。

我國對氫能的研究與開發(fā)可以追溯到20世紀(jì)60年代初，科學(xué)家為發(fā)展我國的航天事業(yè)，對作為火箭燃料的液氫的生產(chǎn)、H2／O2燃料電池的研制與開發(fā)進行了大量而有效的工作。從20世紀(jì)70年代開始，將氫作為能源載體和新的能源系統(tǒng)進行開發(fā)。為進一步開發(fā)氫能，推動氫能利用的發(fā)展，氫能技術(shù)已被列入《科技發(fā)展“十五”計劃和2015年遠(yuǎn)景規(guī)劃（能源領(lǐng)域）》。

國內(nèi)已有數(shù)十家院校和科研單位在氫能領(lǐng)域研發(fā)新技術(shù)，數(shù)百家企業(yè)參與配套或生產(chǎn)。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車工業(yè)已經(jīng)成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。2007年中國已成為世界第三大汽車生產(chǎn)國和第二大汽車市場。與此同時，汽車燃油消耗也達到8000萬噸，約占中國石油總需求量的1/4。在能源供應(yīng)日益緊張的今天，很顯然，發(fā)展新能源汽車已迫在眉睫。用氫能作為汽車的燃料無疑是我們最佳的選擇。

經(jīng)過多年的努力，我國已在氫能領(lǐng)域取得諸多成果，特別是通過實施“863”計劃，我國自主開發(fā)了大功率氫燃料電池，開始用于車用發(fā)動機和移動發(fā)電站。2006年10月，由江蘇鎮(zhèn)江江奎科技有限公司、清華大學(xué)以及奇瑞汽車三方自主研發(fā)的“示范性氫燃料轎車研制項目”通過國家級專家組評審，標(biāo)志著我國第一臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的以氫燃料為動力的汽車研制成功，我國氫動力技術(shù)已達國際領(lǐng)先水平。

氫燃料電池技術(shù)，一直被認(rèn)為是利用氫能、解決未來人類能源危機的終極方案。上海一直是中國氫燃料電池研發(fā)和應(yīng)用的重要基地，上汽、上海神力和同濟大學(xué)等企業(yè)、高校也一直從事研發(fā)氫燃料電池和氫能車輛。上海作為我國氫能產(chǎn)業(yè)最領(lǐng)先的地區(qū)，2007年11月建成中國第一個汽車氫氣充裝站，計劃到2012年達到萬輛級氫能汽車的生產(chǎn)能力，并加快氫能汽車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，初步建成加氫站網(wǎng)絡(luò)。同時，我國氫燃料電池汽車國家標(biāo)準(zhǔn)編制也在上海啟動。

當(dāng)然，目前我國要大規(guī)模推廣氫能利用仍需要解決氫源問題。我國南部和西南地區(qū)勢能差較大，水資源豐富，水電發(fā)達，在豐水期可用大量剩余電力通過電解水制取氫。氫還可以從石油、天然氣和煤等化石燃料中制取，以及從甲醇、烴類等通用燃料中轉(zhuǎn)化而得。此外生物質(zhì)能也可成為氫的重要來源，如細(xì)菌制氫、發(fā)酵制氫及沼氣回收制氫等。傳統(tǒng)的工業(yè)礦物，如硼氫化鈉及工業(yè)副產(chǎn)氫，也是獲取氫的有效途徑。

目前，許多專家具體問題具體分析，結(jié)合我國資源特點與實際情況提出了氫的制取方案，即中短期內(nèi)應(yīng)利用現(xiàn)有的石油和化工制氫能力，發(fā)展天然氣與氫氣混合的富氫技術(shù)，研究潔凈煤和可再生能源制氫技術(shù)；中長期內(nèi)應(yīng)使?jié)崈裘褐茪浼夹g(shù)和可再生能源制氫技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，同時應(yīng)加快基礎(chǔ)設(shè)施和示范項目建設(shè)。此外，提前發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施，包括建設(shè)氫能管道網(wǎng)、儲存設(shè)施、加氫站等，以迎接“氫經(jīng)濟時代”的到來。

基于我國是世界第一大焦炭生產(chǎn)國且焦?fàn)t氣浪費嚴(yán)重的事實，有專家提出，用焦?fàn)t氣制氫有可能成為我國開發(fā)氫能源的新途徑。焦?fàn)t氣原始含氫量就高達55％，可單憑變壓吸附法就能將其高效分離出來，制氫成本低，只相當(dāng)于電解水制氫成本的1／4～1／3；焦?fàn)t氣所含的大量碳?xì)浠衔镆部蓱?yīng)用重整技術(shù)轉(zhuǎn)化為氫氣。目前，利用焦?fàn)t氣制氫已引起了業(yè)界的極大興趣。不難預(yù)見，在即將到來的清潔能源時代，焦?fàn)t氣有望成為我國未來重要的氫氣供應(yīng)源。

我們相信，不久的將來，我國的氫能市場將會發(fā)出奪目的光彩。知識點

氫能如今發(fā)展的態(tài)勢如何，氫能的發(fā)展方向都有哪些？

氫能是未來構(gòu)建以清潔能源為主的多元能源供給系統(tǒng)的重要載體，其開發(fā)與利用已經(jīng)成為新一輪世界能源技術(shù)變革的重要方向。我國是能源消費大國，也是能源短缺國家。與其他能源相比，氫能可再生、零排放，功率密度是汽油、柴油的 3 倍，發(fā)電成本也低于光伏、風(fēng)能、石油等方式。發(fā)展氫能有利于保障能源安全，推進能源產(chǎn)業(yè)升級。氫能對加快推進我國能源生產(chǎn)和消費革命，加快新時代能源轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重大意義。我國發(fā)展氫能具備豐富的資源和供給能力，氫能應(yīng)用市場潛力巨大，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和整合發(fā)展能力強。經(jīng)過多年積累，我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)初具產(chǎn)業(yè)化條件。隨著政策的引導(dǎo)、技術(shù)的更新突破和產(chǎn)業(yè)構(gòu)建的逐步完善，已基本形成氫能研發(fā)、制備、儲運、應(yīng)用等完整產(chǎn)業(yè)鏈，上下游協(xié)作意識増強，企業(yè)間戰(zhàn)略合作行動顯著增加。但仍存在關(guān)鍵材料和核心技術(shù)尚未自主、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足、商業(yè)化推廣模式尚未建立等諸多瓶頸。

1 前言

氫能憑借儲量豐富、清潔、高效等特點，正成為能源革命的關(guān)注熱點。氫經(jīng)濟被認(rèn)為是 21 世紀(jì)世界經(jīng)濟新的轉(zhuǎn)折點，對加快推進我國能源生產(chǎn)和消費革命，加快新時代能源轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重大意義。根據(jù)國際氫能源委員會發(fā)布的《氫能源未來發(fā)展趨勢調(diào)研報告》，預(yù)計到2030年，全球燃料電池乘用車將達到 1 000 萬輛至 1 500 萬輛。預(yù)計到 2050 年，氫能源需求將是目前的 10 倍。由于市場潛力大，各大企業(yè)加大研發(fā)，一些國家也加大支持力度，力圖通過發(fā)展氫能來解決能源安全問題，并搶占國際能源領(lǐng)域的制高點。2018~2019 年，全球氫能市場的規(guī)模進一步擴大，尤其在日、美、歐迅速發(fā)展。主要國家陸續(xù)啟動氫能源重大項目，在制氫、儲氫、加氫等環(huán)節(jié)出現(xiàn)了很多創(chuàng)新點，氫能產(chǎn)業(yè)鏈的若干環(huán)節(jié)上的重大技術(shù)取得新突破，在龍頭企業(yè)帶動下形成協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展新格局。

2019年,“氫能”首次寫入我國政府工作報告。為進一步推動氫能利用與發(fā)展，我國不斷加大氫經(jīng)濟領(lǐng)域投入力度，在政策、市場、技術(shù)等領(lǐng)域予以積極支持。當(dāng)前，全國氫能產(chǎn)業(yè)正蓬勃發(fā)展，氫經(jīng)濟規(guī)模穩(wěn)步擴大，

氫能利用形式都有什么？

氫能利用形式多，既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動機中產(chǎn)生機械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。用氫代替煤和石油，不需對現(xiàn)有的技術(shù)裝備作重大的改造。因此，眾多科學(xué)家認(rèn)為，隨著制氫技術(shù)的進步和貯氫手段的完善，氫能將在未來的能源舞臺上大展風(fēng)采。

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