要破解支持經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和保護(hù)全球環(huán)境的雙重難題,氫能或許可以給出正確答案,。
在日前召開(kāi)的2017國(guó)際清潔能源論壇(澳門)上,,氫能被列為主要議題之一。眾多國(guó)際知名的氫能專家學(xué)者和機(jī)構(gòu),,就氫能利用的現(xiàn)狀與前景進(jìn)行了充分討論,。氫能在推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,構(gòu)建清潔低碳,、安全高效的能源體系過(guò)程中將有何作用?未來(lái)氫能將如何發(fā)展?且聽(tīng)與會(huì)專家解讀,。
氫能有多厲害
“我今年80歲,如果能活到85歲,,估計(jì)就會(huì)看到中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的形成,?!?國(guó)際清潔能源論壇(澳門)常務(wù)副理事長(zhǎng),、三峽集團(tuán)原副總經(jīng)理袁國(guó)林在論壇期間高聲表達(dá)了對(duì)氫能的信心。
“21世紀(jì)將是氫能世紀(jì),,人類將告別化石能源而進(jìn)入氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代,。”清華大學(xué)教授,、國(guó)際氫能協(xié)會(huì)(IAHE)副主席毛宗強(qiáng)也對(duì)氫能信心滿滿,。
“21世紀(jì)的終極能源必將是氫能,。未來(lái)的氫能必將是可持續(xù)發(fā)展能源的核心,將成為支持世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵能源,?!甭?lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署能源環(huán)境處項(xiàng)目主任張衛(wèi)東同樣看好氫能前景。
氫能到底有多厲害,,被寄予如此厚望?
氫是宇宙中最豐富的元素,,地球表面沒(méi)有現(xiàn)成的氫氣,氫主要以化合物的形式存在,,水是最重要的氫的化合物,,而水又是世界上最廣泛的物質(zhì)。當(dāng)氫轉(zhuǎn)化為無(wú)污染,、零排放的可再生能源后,,人類不必像爭(zhēng)奪分布不均的石油那樣發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng),因此氫被譽(yù)為“和平能源”,。
毛宗強(qiáng)告訴記者,,除了資源豐富,氫燃燒產(chǎn)生的熱量也很大,,是汽油發(fā)熱值的3倍,,是除核燃料之外所有化石燃料、化工燃料和生物質(zhì)燃料中最高的,。
更重要的是,,從整個(gè)生命周期來(lái)看,與其他燃料相比,,氫能也最清潔,,氫燃料電池發(fā)電只產(chǎn)生清潔的水,而水又可以循環(huán)使用再產(chǎn)生氫,,可以實(shí)現(xiàn)零排放,。
另外,氫不僅可以發(fā)電,、供熱,,還可以作為交通能源,用途十分廣泛,。
把握趨勢(shì),,順勢(shì)而為。我國(guó)在2016年8月8日發(fā)布的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確指出要發(fā)展氫能燃料電池技術(shù),。目前,,我國(guó)已成為世界第一大產(chǎn)氫國(guó)。2015年我國(guó)產(chǎn)氫量超過(guò)了2200萬(wàn)噸,占世界總產(chǎn)氫量的34%,。
毛宗強(qiáng)預(yù)計(jì),,2020至2025年,我國(guó)氫能商業(yè)化將初見(jiàn)端倪,。十年之內(nèi),,中國(guó)肯定會(huì)成為世界上最大的燃料電池市場(chǎng)。
前景很好,,但尚處于發(fā)展初期的氫能也存在不少需要克服的障礙,。
氫能還要邁過(guò)哪些檻?
氫能的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋制氫、儲(chǔ)存,、運(yùn)輸和利用等環(huán)節(jié),。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)材料與化學(xué)學(xué)院、可持續(xù)能源實(shí)驗(yàn)室主任程寒松認(rèn)為,,我國(guó)的制氫技術(shù)越來(lái)越成熟,,可以大規(guī)模制氫。氫燃料電池的技術(shù)越來(lái)越成熟,,市場(chǎng)規(guī)模也越來(lái)越大,,燃料電池汽車已進(jìn)入市場(chǎng),有些汽車已使用超過(guò)3萬(wàn)小時(shí),,技術(shù)也相對(duì)成熟,。
程寒松指出,當(dāng)前真正制約氫能經(jīng)濟(jì)大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸實(shí)際上在儲(chǔ)氫環(huán)節(jié),。氫很難在常溫常壓條件下儲(chǔ)存,,并在泄漏后有爆炸的危險(xiǎn)。若能突破儲(chǔ)存技術(shù)問(wèn)題,,氫便可以被廣泛用于各種動(dòng)力設(shè)備,。
在論壇上,程寒松介紹了他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)利用不飽和芳香化合物催化加氫的方法,,實(shí)現(xiàn)了氫能液態(tài)常溫常壓運(yùn)輸,。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)高壓運(yùn)輸高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的弊病,,還使得氫能在添加催化劑釋放后即可使用,。
技術(shù)上不斷突破,政策上也需要不斷完善,。毛宗強(qiáng)指出,,雖然氫能發(fā)展最終要依靠市場(chǎng)的力量,但還離不開(kāi)政府的扶持,,政策的支持最為重要,。
據(jù)美國(guó)能源部氫能燃料電池項(xiàng)目與技術(shù)辦公室主任Sunita Satyapal女士介紹, 她所在的部門管理著全美國(guó)的氫能與燃料電池的研究與發(fā)展,,管理氫能的正式官員有近30人,,職責(zé)細(xì)化到有專人負(fù)責(zé)氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn),、氫燃料電池,、氫安全、氫標(biāo)準(zhǔn)制定等,,還有專人負(fù)責(zé)與美國(guó)國(guó)防部,、交通部及各州、氫能企業(yè)之間的協(xié)調(diào)溝通,。
相比之下,,我國(guó)沒(méi)有明確部門管理氫能也沒(méi)有專門責(zé)任人負(fù)責(zé)氫能,國(guó)內(nèi)對(duì)氫能項(xiàng)目的資助渠道雖多,,但“九龍治水”,,難言效率。所以,,毛宗強(qiáng)建議,,我國(guó)應(yīng)該成立跨部門的氫能項(xiàng)目主管機(jī)構(gòu),統(tǒng)一規(guī)劃全國(guó)的氫能項(xiàng)目,。
在終端應(yīng)用環(huán)節(jié),,加氫站的數(shù)量少也是制約氫燃料在交通領(lǐng)域推廣的主要因素。到目前為止,,我國(guó)只有不到10個(gè)加氫站,。而悖論如下:如果加氫不方便,人們就不愿意購(gòu)買氫能汽車,,如果沒(méi)有客戶,,資本也就不愿意進(jìn)入加氫站建設(shè)環(huán)節(jié)。
好在一些企業(yè)已提前布局加氫站建設(shè)環(huán)節(jié),。北京雪人華氫新能源技術(shù)有限公司總經(jīng)理毛志明介紹,,很多企業(yè)比如中海油、中石化,,都將在廣東進(jìn)行加氫站選址,,而且新的加氫站將會(huì)同加油站合建在一起,這樣可以節(jié)省土地,,且便于推行,。
在氫燃料交通工具方面,我國(guó)發(fā)展比較迅速,??萍疾坎块L(zhǎng)萬(wàn)剛曾表示,,國(guó)家發(fā)展氫燃料電池可用“頂天立地”和“鋪天蓋地”來(lái)形容?!绊斕炝⒌亍笔且髿淠苋剂想姵丶夹g(shù)要過(guò)硬,、能夠站得住?!颁佁焐w地”是指燃料電池發(fā)展勢(shì)頭兇猛,,可應(yīng)用領(lǐng)域較寬,在交通領(lǐng)域,,不僅限于燃料電池公共汽車,、燃料電池汽車,甚至燃料電池輕軌火車都要發(fā)展,。實(shí)際上,,我國(guó)已開(kāi)通了兩條氫燃料電池公共汽車線路,一條在廣州,,一條在佛山,,每條線都有12輛車。我國(guó)也制造出了世界首臺(tái)燃料電池輕軌火車,。
氫能的推廣和使用是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,。專家建議,無(wú)論是技術(shù)創(chuàng)新,、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟建設(shè)還是在公眾認(rèn)知教育方面,,氫能都需要繼續(xù)加強(qiáng)。
我國(guó)支持氫能發(fā)展的主要政策文件
《中國(guó)制造2025》
規(guī)劃了燃料電池車輛及制氫,、加氫等配套設(shè)施的發(fā)展目標(biāo):到2020年,,燃料電池堆壽命達(dá)到5000小時(shí),整車耐久性到達(dá)15萬(wàn)公里,,生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進(jìn)行示范運(yùn)行;到2025年,,制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善,,燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行,。
《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016--2030年)》
規(guī)劃了能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新路線圖,部署了15項(xiàng)具體任務(wù),,“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”位列其中,,標(biāo)志著氫能已經(jīng)納入我國(guó)能源戰(zhàn)略。
《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》
提出開(kāi)展氫能技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng),、部件,、裝備、材料和平臺(tái)的研究要求,,要將開(kāi)發(fā)氫能,、燃料電池等新一代能源技術(shù)作為發(fā)展引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆技術(shù)之一加以規(guī)劃,,布局新興產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)研發(fā),贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。
國(guó)外氫能發(fā)展現(xiàn)狀
▲美國(guó)目前約有1800輛氫燃料電池車,,其中約有330輛注冊(cè)在加利福尼亞州,這些車中大多為公交車,、叉車,。目前美國(guó)約有55座加氫站在運(yùn)行中,,其中約30座為民用,,幾乎全部位于加州。美國(guó)在建的加氫站約為60座,。
▲德國(guó)目前已建造33座加氫站,,對(duì)外開(kāi)放23座。德國(guó)計(jì)劃到2030年建成300座加氫站,。到2017年2月底,,德國(guó)有481輛氫燃料電池車。
▲日本產(chǎn)經(jīng)省是日本氫和燃料電池技術(shù)的主管單位,。日本大力支持氫和燃料電池發(fā)展,。2017年初,日本首相安倍晉三表示,,氫能源是能源安全的王牌和緩解全球變暖的措施,。
日本的家庭用燃料電池?zé)犭娐?lián)供固定電站已于2009年正式商業(yè)化,已安裝了19萬(wàn)多臺(tái),。在推進(jìn)燃料電池汽車方面,,豐田、本田等公司都宣布實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,。到2017年3月,,日本有1800輛氫燃料電池轎車和兩輛氫燃料電池大巴在路上運(yùn)行,有92座加氫站,,其中90座對(duì)公眾開(kāi)放,。
▲韓國(guó)要求到2030年出售的新車中要有10%為氫燃料電池車。按此比例,,估計(jì)到2030年,,韓國(guó)將會(huì)有18萬(wàn)輛氫燃料電池轎車。
韓國(guó)計(jì)劃到2020年有1萬(wàn)輛氫燃料電池轎車上路,。目前,,韓國(guó)共有加氫站11座,計(jì)劃到2020年達(dá)到100座,。(參考文獻(xiàn):《國(guó)際氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》)
氫能利用小史
?、俅蠹s在16世紀(jì)時(shí),,瑞士煉金術(shù)士發(fā)現(xiàn)了氫,最初氫被描述為“鐵溶解在硫酸中而產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)”,。
?、?783年,一個(gè)名為 A. L. Lavoisier的人將這種可燃燒的氣體命名為“氫”,。
?、?783年,法國(guó)物理學(xué)家雅克·查爾斯發(fā)明了第一個(gè)氫氣球,。
?、茉诿绹?guó),航空航天局(NASA)是氫的最大用戶,。從上世紀(jì)50年代開(kāi)始,,NASA就將液體氫作為燃料來(lái)推動(dòng)火箭。現(xiàn)在氫已成為火箭領(lǐng)域的常用燃料,。
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有業(yè)內(nèi)人士估算,,目前黑市交易可能是中國(guó)數(shù)據(jù)交易的主流,。其中,80%的數(shù)據(jù)泄露自企業(yè)內(nèi)部人,,黑客占20%,。
由于家裝消費(fèi)專業(yè)性強(qiáng)、家裝市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)等原因,,消費(fèi)者頻頻掉入家裝陷阱,,家裝市場(chǎng)究竟有多少“不能說(shuō)的秘密”?