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    為什么先發展蓄電池,后發展氫燃料電池?

    發布日期: 2021-08-20
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    隨著時代的發展和變遷,世界終于迎來了新的能源變革。目前世界上的主要國家,均在大力推動自己的能源改革,然而近期為火熱的,莫過于氫能。

    8月17號英國宣布全面氫戰略!將借鑒海上風電的發展模式,近日印度總理*在獨立日宣布國家氫能計劃,同時歐洲,美國,俄羅斯,日韓等國均大力推進、扶持本國氫能產業,我們國家更是如火如荼的加入氫能大戰。

    然而氫能燃料電池在各方性能,對比傳統蓄電池,均有明顯的優勢。既然如此,那為什么大多數國家都先推進蓄電池的發展,以至于目前的新能源汽車,采用的絕大部分都是采用傳統的鋰離子系蓄電池呢?

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    氫能燃料電池車

     

    其主要原因在于,制氫成本以及制氫過程的能源轉化問題,一直難有突破。雖然目前的氫氣制取工藝多樣、成熟,但是成本、效率與可持續性的屬性不盡相同。

     

    主要的制氫方法

    根據一覽眾咨詢報告,制氫方法根據氫氣原料的不同,可分為可再生制氫和非再生制氫,可再生制氫的原料是水或可再生物質,非再生制氫的原料是化石燃料。具體來講,主要分為五種技術路線:工業尾氣制氫、化工原料制氫、石化原料制氫、電解水制氫和新型制氫方法等。

     

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    制氫方法

    目前在各個國家,上述方法均有使用,只是在制取占比不同。從全球范圍來看,當前主要的制氫方法主要采用的是石化資源制氫,其次是化工原料制氫。

    根據大部分報告來看,制氫原料來源多的是,石化資源制氫---天然氣(比重48%)和煤炭(比重18%),其次是化工原料制氫---醇類,比重為30%,后為電解水制氫。

     

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    氫制取占比

    當前的制氫方式主要集中在,石化資源制氫和化工原料制氫。根本原因在于這兩種方式的成本更低,制取出來的氫有更好的利潤空間。

     

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    主要制氫方法成本對比((美元/千克)

    由此可見,目前的制氫主要是先用不環保的,不可在生的石化資源制氫和化工原料制氫,而為環保的電解水制氫,受制于成本,并未有大規模應用。

     

    電解水制氫

    水電解制氫是一種較為方便的制取氫氣的方法。在充滿電解液的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發生電化學反應,分解成氫氣和氧氣。

    其制作原理是在一些電解質水溶液中通入直流電時,分解出的物質與原來的電解質完全沒有關系,被分解的是作為溶劑的水,原來的電解質仍然留在水中。例如硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等均屬于這類電解質。

    在電解水時,由于純水的電離度很小,導電能力低,屬于典型的弱電解質,所以需要加入前述電解質,以增加溶液的導電能力,使水能夠順利地電解成為氫氣和氧氣。

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    電解水制氫之所以說,是為環保的方式,是因為他在制取過程中使用的能源,可以采用自然能源。目前主流的方式是光-電解水制氫。光-電分解水制氫分為兩個步驟: a.太陽能發電,b.再用所發的電來電解水。由此形成可再生能源循環,是真正意義上清潔能源。而石化資源和化工原料,所制取的氫,未能擺脫制取過程中的污染和不可在生資源的消耗,這樣制取的氫,某種意義上講,完全是自欺欺人的清潔能源。

    所以從這里大家也就知道,與其大費功夫的,用不可在生資源制取氫,加入燃料電池發電驅動汽車,到不如直接把電充進技術成熟的蓄電池,來的效率高,能量損耗小。

     

    氫能是時代發展趨勢

    氫能不僅可以應用于燃料電池,還有氫能發動機,可以更為高效的應用在很多領域。其優點如下。

    一、來源廣泛

    既可以借助傳統化石能源如煤炭、石油、天然氣等低碳化技術制取,也可以通過風、光、水等可再生能源制取,是實現化石能源清潔化利用和清潔能源規?;l展的利器。

    二、燃燒熱值高

    氫燃燒的熱值高居各種燃料,為液化石油氣的2.5 倍,為汽油的3倍。

    三、清潔無污染

    可循環利用,氫氣無色、無味、無毒,燃燒生成水,水電解又可以生成氫,是一種可循環使用的清潔能源。

    四、利用形式多

    既可以通過燃燒產生熱能,在熱力發動機中產生機械功,又可以作為能源材料用于燃料電池直接產生電能,為燃料電池車、分布式發電設施提供動力,或轉換成固態氫用作結構材料。

    五、可儲能

    實現持續供應、遠距離輸送、快速補充。多種能源都可以轉化為氫氣,以壓縮氣態儲氫、液化儲氫、金屬氫化物儲氫、碳質吸附儲氫的方式儲存起來,實現大規模穩定存儲能源,緩解棄風棄光棄水等問題。

     

    中國氫能發展現狀

    我國目前大力扶持氫能行業,在十四五中規劃推進氫能產業發展。近年來,我國在氫能源的磚利顯著提升,據相關統計以前我國磚利申請數量不過百,2015年開始,國內氫能源利申請數量迅速攀升。到2020年,我國氫能源技術利申請數量為269件。

    為推進氫能技術發展及產業化,2018-2020年,國家重點研發計劃啟動實施“可再生能源與氫能技術"重點專項。其中科技部通過“可再生能源與氫能技術"重點專項部署了27個氫能研發項目,研發經費投入約5億元。且各地均以出臺相關扶持政策,8月16日,北京市發布氫能產業發展實施方案。此前,湖南、海南等地發布相關規劃,多家上市公司依托自身技術優勢,提前布局制氫、儲氫、用氫等氫能源產業鏈關鍵環節。

    據悉,《證券日報》記者梳理了巨潮資訊公告,據不完全統計,今年以來,國內A股上市公司已發布關于布局氫能源的公告多達1.71萬條,致遠新能、嘉化能源、濱化股份等183家上市公司宣布將布局氫能源產業細分賽道,發掘氫能源綠色商機。隨著地方利好政策紛紛落地,各路產業資本加快跑馬圈地。

    更有相關報道說,由于扶持政策出臺,一時間多地冒產業相關公司多達2000家,這些公司質量良莠不齊,給很多氫能及燃料電池廠商帶來了困擾。

    在此我向各位引薦江蘇氫港新能源科技有限公司(原上海政飛科技),該公司已經成立8年,在行業內有深厚的積淀,擁有自己的研發團隊,有燃料電池三通閥,大功率直流電源和電子負載等自研設備量產,以及新研發的電壓巡檢儀等待量產設備。另外,該公司擁有獨樹一幟資源整合能力,建立了氫能一站式采集平臺----購氫鑫網站,可以為氫能和燃料電池行業的企業,提供該產業鏈上游到下游的生產、試驗,調試的大部分設備和解決方案。為企業解決難題,為中國氫能發展助力!

     

    備注:以上部分數據來源東方財富網。

     


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