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氢能离我们还有多远?跟我们有何关系?

氢能汇 2022-07-27

编辑 | 国际能源网/氢能汇
“ 最近市场上氢能、燃料电池是市场上的热点,那个氢能跟我们的生活有什么关系呢?”

氢能是公认的清洁能源,也是21世纪最具有发展前景的二次能源,具有清洁低碳,高热值,高转化率等多方面优势。随着碳中和推进,氢能再次出现大家的眼前。

2021年国务院在《“十四五”规划及2035年远景目标纲要》中提到,在包括氢能与储能在内的前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划。

氢是宇宙中最多的元素,从质量来看,它占宇宙质量的75%,而由于其他元素更重,从原子数来看,它占宇宙的90%。可以说,几乎在宇宙的任何地方,都能够看到氢。
氢能利用无论是直接燃烧还是燃料电池转化,最终仅会生成水,不会产生污染物及温室气体;制氢途径可以是化石能源重整,化工产业副产、电解水制氢。氢气热值是现质量化石能源的3~4倍。


氢能产业如下:


  氢能上游  


目前制氢的方法主要有化石能源重整,化工产业副产、电解水制氢,对比如下:




目前氢气的制取较为多样化,但灰氢的占比较大,在碳中和的背景下,清洁化发展的方向是绿氢,绿氢的规模化应用是最终目标。


  氢能中游  






  氢能下游  


氢能的下游,燃料电池是突破口,发展前景最大,短期来看,商用车是发展重点。

根据中国政府网,截至2019年底我国累计推广燃料电池汽车超过6500辆,加氢站超过50座。针对产业存在的问题,2020年4月的完善新能源推广政策中将购置补贴调整为选择示范城市或区域,围绕关键零部件的技术攻关和产业化应用开展示范。示范为期4年,采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。


燃料电池原理:   

汽车中的燃料电池的应用案例


电堆作为燃料电池核心部件,是对外功率输出的核心,其成本约占燃料电池系统总成本的42%~62%所以电堆的开发对燃料电池推广应用至关重要。

氢燃料电池电堆由端板、绝缘板、集流板、单电池(包含双极板和MEA)组成,他们之间通过压紧力被组装到一起。    



从重卡的TCO对比来看,燃料费用、购买成本是燃料电池重卡总拥有成本的主要增量成本,也是降本的核心。

从行驶100km的燃料成本看,氢气售价约60-70元/kg,公交车100KM需8公斤约480-560元,用柴油约220元。据彭博财经预计,30年后全球氢气需求量是现在的3-4倍,从2500万吨增长到8100万吨.根据彭博财经预计,2030年以前PEM电解槽成本可降低至300美元/千瓦以下,在风能与太阳能丰富的地区氢气成本可降低至1.5美元/千克,足以与天然气竞争。

根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,预计2050年燃料电池系统的体积功率密度将达到6.5KW/L,乘用车系统寿命将超过10000小时,商用车将达到30000小时。



目前氢能就像2015年左右的新能源汽车产业的萌牙状态,氢能源是一个长远规划,且现下很多技术问题尚未解决、成本很高、无法大规模商用的主题。


来源:佛系学习日记

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