无码精品人妻一区二区三区AP,66亚洲一卡2卡新区成片发布,中文乱片A片AAA毛片





搜索

確認(rèn)

取消

行業(yè)資訊

當(dāng)前位置：

首頁(yè)

行業(yè)資訊

11-28 

階段性新成果！中國(guó)首臺(tái)氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)安全運(yùn)行超2萬(wàn)公里

由中車(chē)大同電力機(jī)車(chē)公司(簡(jiǎn)稱“中車(chē)大同公司”)研制的中國(guó)首臺(tái)氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)安全運(yùn)行突破2萬(wàn)公里，這是中國(guó)氫能源動(dòng)力裝備市場(chǎng)化應(yīng)用的又一階段性成果。 24日，中車(chē)大同公司總經(jīng)理付擁軍介紹，上述氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)自2021年試運(yùn)行以來(lái)，在錦白鐵路線上已安全運(yùn)行20384公里，經(jīng)受了零下30攝氏度極低氣溫和32攝氏度高溫的考驗(yàn)，累計(jì)完成調(diào)車(chē)作業(yè)7127鉤，完成機(jī)車(chē)牽引總重428萬(wàn)噸公里，總耗電15.29萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)省燃油消耗約110噸，減少碳排放約350噸。錦白鐵路位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市，是蒙煤東運(yùn)出海的重要運(yùn)輸通道。當(dāng)?shù)囟練夂驀?yán)寒，對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)行性能要求較高。付擁軍說(shuō)，上述氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)在2萬(wàn)公里的運(yùn)行考核中適應(yīng)了多氣候工作環(huán)境，各項(xiàng)指標(biāo)高于考核指標(biāo)，驗(yàn)證了氫能源在鐵路機(jī)車(chē)裝備領(lǐng)域的可行性，標(biāo)志著中國(guó)軌道交通裝備在新能源領(lǐng)域完成了由產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到實(shí)際應(yīng)用的重大跨越。全球氫能了解到，2021年1月27日，首臺(tái)國(guó)產(chǎn)氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)在中車(chē)大同下線。這是我國(guó)氫能源在鐵路機(jī)車(chē)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的最新成果，標(biāo)志著我國(guó)氫能利用技術(shù)取得關(guān)鍵突破，中國(guó)鐵路機(jī)車(chē)裝備駛?cè)肴驓淠芗夹g(shù)高地。資料顯示，這臺(tái)機(jī)車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)速80公里，持續(xù)功率700千瓦，滿載氫氣可單機(jī)連續(xù)運(yùn)行24.5小時(shí)，平直道最大牽引載重超過(guò)5000噸。為什么要研究氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)？作為重要的清潔能源，對(duì)氫燃料的合理利用是世界各國(guó)競(jìng)相研究的重要科技高地，特別是在交通領(lǐng)域，氫能開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為重要的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，得到了普遍應(yīng)用。目前，氫燃料在我國(guó)已成功實(shí)現(xiàn)了在航天、汽車(chē)、城市有軌電車(chē)等領(lǐng)域的應(yīng)用。鐵路方面，當(dāng)前，我國(guó)鐵路機(jī)車(chē)動(dòng)力約分為非電力和電力兩種類(lèi)別。非電力機(jī)車(chē)發(fā)展歷程為蒸汽（煤）、燃油，以及最新的氫氣。其中，燃煤和燃油均存在因排放造成的空氣污染，燃油還有一定的噪聲；電力機(jī)車(chē)發(fā)展歷程為直流、交流，以及最新的永磁直驅(qū)。機(jī)車(chē)效率提升依次為80%、85%和90%。交通運(yùn)輸部數(shù)據(jù)顯示，2021年，全國(guó)鐵路機(jī)車(chē)擁有量為2.17萬(wàn)臺(tái)，其中，內(nèi)燃機(jī)車(chē)0.78萬(wàn)臺(tái)，占鐵路機(jī)車(chē)擁有量的35.94%；電力機(jī)車(chē)1.39萬(wàn)臺(tái)，占鐵路機(jī)車(chē)擁有量的64.06%，2021年機(jī)車(chē)能源消耗1580.74萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增加31.91萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)2.06%。 2020年初，中車(chē)大同立項(xiàng)氫燃料電池應(yīng)用技術(shù)研究機(jī)車(chē)研制項(xiàng)目，也是中國(guó)中車(chē)重大項(xiàng)目“燃料電池混動(dòng)調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)匹配及整車(chē)關(guān)鍵技術(shù)研究”重要課題，并于6月份申請(qǐng)了山西科技重大專(zhuān)項(xiàng)。項(xiàng)目于5月份完成方案設(shè)計(jì)，6月份完成技術(shù)設(shè)計(jì)，9月份開(kāi)始試制，12月完成樣車(chē)調(diào)試。專(zhuān)家認(rèn)為，氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)經(jīng)濟(jì)效益良好。相較傳統(tǒng)燃油和電力機(jī)車(chē)，氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)沒(méi)有任何污染物的排放，也不用重新架設(shè)取電網(wǎng)，在相對(duì)密閉的地鐵、隧道、礦山等環(huán)境下使用優(yōu)勢(shì)更加明顯，應(yīng)用和維護(hù)成本也更低；整車(chē)采用了模塊化設(shè)計(jì)，包括司機(jī)室在內(nèi)的全部設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了模塊化安裝，這也使氫燃料混合動(dòng)力機(jī)車(chē)能夠依據(jù)客戶的實(shí)際需求和應(yīng)用條件，進(jìn)行不同功率等級(jí)和傳統(tǒng)+新能源等不同動(dòng)力方式的靈活搭配。 ?

11-15 

氫的高壓與液化儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)用前景

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和全球人口的急劇增長(zhǎng), 人類(lèi)的能源需求與日俱增. 傳統(tǒng)化石燃料的使用導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)問(wèn)題. 我國(guó)政府為適應(yīng)新發(fā)展理念的需要和高質(zhì)量發(fā)展的要求, 提出了碳達(dá)峰、碳中和的能源發(fā)展目標(biāo). 目前各國(guó)都在著力發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能等可再生能源, 其中氫能優(yōu)勢(shì)顯著. 氫的來(lái)源形式廣泛, 對(duì)環(huán)境友好, 質(zhì)量能量密度高, 而且易與其他可再生能源匹配使用, 有潛力在未來(lái)取代化石燃料. 2020年9月8日, 國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)等四部門(mén)印發(fā)意見(jiàn), 指導(dǎo)加快新能源發(fā)展, 加快制氫加氫設(shè)施建設(shè). 在國(guó)家的鼓勵(lì)和支持下, 一批氫儲(chǔ)運(yùn)及應(yīng)用項(xiàng)目開(kāi)始規(guī)劃和建設(shè), 我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的快車(chē)道. 我國(guó)西部地區(qū)可開(kāi)發(fā)的綠氫資源超過(guò)3億噸, 完全能夠滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的能源需求, 將從根本上確保能源戰(zhàn)略安全. 但我國(guó)能源負(fù)荷中心位于中東部, 遠(yuǎn)離氫能儲(chǔ)存豐富的西部地區(qū), 因此需要遠(yuǎn)距離輸送. 在“產(chǎn)、儲(chǔ)、輸、分配、應(yīng)用”的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈中, 儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)成本超過(guò)30%, 是最為關(guān)鍵的一環(huán), 也是我國(guó)氫能布局的瓶頸. 儲(chǔ)氫技術(shù)大類(lèi)上可以分為物理儲(chǔ)存和化學(xué)儲(chǔ)存兩類(lèi), 具體如圖1所示.?? 在物理儲(chǔ)存技術(shù)中, 氫氣可以通過(guò)高壓氣氫、液氫、低溫壓縮氫、漿氫以及物理吸附等形式儲(chǔ)存. 其中, 壓縮氫氣和金屬氫化物被認(rèn)為是中小型儲(chǔ)氫的有效方法, 低溫液氫是大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)的有效方式. 高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫的單位質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度為1.0%~5.7%, 在常溫和20?MPa條件下的儲(chǔ)氫密度為17.9?kg/m3,?每千克僅需2?kW?h的耗電, 儲(chǔ)運(yùn)能效超過(guò)90%, 技術(shù)成熟, 能耗低, 成本低, 但存在體積密度低、長(zhǎng)途運(yùn)輸成本高的問(wèn)題. 低溫液態(tài)儲(chǔ)氫的體積儲(chǔ)氫密度達(dá)到70.6?kg/m3,?儲(chǔ)運(yùn)能效約為75%, 但制備1?kg液氫需要耗費(fèi)12~17?kW?h的電量, 還存在易揮發(fā)、成本高的缺點(diǎn).? 化學(xué)儲(chǔ)氫技術(shù)是將氫儲(chǔ)存在有較高儲(chǔ)氫能力的化合物中或使氫氣與能夠氫化的金屬/合金相化合, 以固體金屬氫化物的形式儲(chǔ)存起來(lái), 包括氫化物儲(chǔ)氫(金屬氫化物、復(fù)合氫化物、化學(xué)氫化物和間隙型氫化物)、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫(liquid organic hydrogen carriers, LOHC)、有機(jī)燃料重整氫和水解氫等. 其中, 有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫的單位質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度達(dá)到5.0%~7.2%, 體積儲(chǔ)氫密度達(dá)到60?kg/m3,?存儲(chǔ)運(yùn)輸方便, 儲(chǔ)運(yùn)能效約為85%, 可循環(huán)使用, 但成本高且操作條件苛刻, 2021年國(guó)內(nèi)僅有一家從事有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫的公司. 氫化物儲(chǔ)氫的體積儲(chǔ)氫密度可以達(dá)到50?kg/m3,?儲(chǔ)運(yùn)能效約為85%, 但單位質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度僅為1.0%~4.5%, 且對(duì)吸放氫溫度有要求, 目前仍處于研發(fā)階段. 未來(lái)10年, 高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和液態(tài)儲(chǔ)氫依然是主要的儲(chǔ)氫方式. 氫主要通過(guò)管道、長(zhǎng)管拖車(chē)和槽車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸. 管道輸送是最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式, 儲(chǔ)運(yùn)能效高達(dá)95%, 維護(hù)成本較低, 運(yùn)輸距離為100?km時(shí)每千克僅需1元, 但需要較高的初始成本, 目前氫氣長(zhǎng)輸管道的造價(jià)達(dá)到每公里63萬(wàn)美元. 可以采用已有天然氣管道實(shí)現(xiàn)天然氣摻氫運(yùn)輸, 但由于氫脆問(wèn)題, 需對(duì)天然氣管道進(jìn)行一定的改造. 長(zhǎng)管拖車(chē)單次運(yùn)氫量?jī)H為200~300?kg,?只占長(zhǎng)管拖車(chē)總重量的1%~2%, 運(yùn)輸距離為100?km時(shí)的成本高達(dá)1.1美元/kg. 與壓縮氫相比, 低溫液氫運(yùn)輸可以輸送更高密度的燃料, 但由于需要絕緣和冷卻系統(tǒng), 成本較高. 液氫的管道運(yùn)輸目前僅運(yùn)用于航天發(fā)射場(chǎng), 槽車(chē)運(yùn)輸100?km的成本更是高達(dá)11元/kg. 為了促進(jìn)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)尤其是氫儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的發(fā)展, 本文在總結(jié)分析高壓氣態(tài)和液態(tài)氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、裝備特點(diǎn)及應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上, 對(duì)氫儲(chǔ)運(yùn)的前景進(jìn)行了展望并提出了發(fā)展建議. 1 高壓氣氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù) 1.1 儲(chǔ)存技術(shù) 1.1.1 高壓常溫儲(chǔ)氫 ? 高壓氣氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展最為成熟, 是目前工業(yè)中使用最普遍、最直接的氫能儲(chǔ)運(yùn)方式. 氫氣在常溫常壓狀態(tài)下密度僅為0.083?kg/m3,?質(zhì)量能量密度約為142 MJ/kg, 但單位體積能量密度僅為天然氣的1/3. 通常利用高壓壓縮的方式將氫氣儲(chǔ)存在特制容器中. 隨著壓力從0.1?MPa增加到70?MPa,?氫密度從0.083?kg/m3增加到40?kg/m3,?體積能量密度從11.8 MJ/m3增加到5637.4 MJ/m3. 高壓氣氫儲(chǔ)運(yùn)具有運(yùn)營(yíng)成本低、承壓容器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作條件較寬、易循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn), 但缺點(diǎn)也較明顯, 高壓壓縮氫氣的儲(chǔ)氫密度仍然很低, 并且壓縮過(guò)程造成了約10%氫氣能量的損失. Züttel發(fā)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)罐壓力越大, 可以儲(chǔ)存的氫氣量越多. 但氫氣密度并不隨著壓力升高而線性增長(zhǎng), 儲(chǔ)存壓力高達(dá)200?MPa時(shí)只能獲得70?kg/m3的氫氣密度; 壓力高于70?MPa后儲(chǔ)量增加不大, 因此儲(chǔ)存壓力一般設(shè)置為35~70?MPa.?較高的存儲(chǔ)壓力和氫脆現(xiàn)象還會(huì)引發(fā)容器破裂、氫氣泄漏問(wèn)題. 1.1.2 低溫壓縮儲(chǔ)氫 ? Aceves等人首次提出的低溫壓縮氫氣存儲(chǔ)技術(shù)結(jié)合了壓縮氣態(tài)氫和液化氫儲(chǔ)存系統(tǒng)的特性. 如圖2所示, 低溫壓縮氫氣能夠?qū)崿F(xiàn)高存儲(chǔ)密度, 當(dāng)將氫氣降溫至41?K并加壓至35?MPa時(shí), 其體積密度為81?g/L,是70?MPa、288?K條件下壓縮氫氣密度40?g/L的2倍. 相較于高壓常溫儲(chǔ)氫, 它可以在較低的儲(chǔ)存壓力下達(dá)到較高的能量密度. 相較于低溫液態(tài)儲(chǔ)氫, 它可以最大限度地減少液化氫儲(chǔ)存的蒸發(fā)損失. 寶馬集團(tuán)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)具有高能量和遠(yuǎn)續(xù)航里程要求的氫能汽車(chē)的低溫壓縮儲(chǔ)氫進(jìn)行驗(yàn)證. 低溫壓縮罐可以兼容氣體和液體, 具有更大的靈活性和經(jīng)濟(jì)性. 1.1.3 高壓-固態(tài)復(fù)合儲(chǔ)氫 ? 高壓-固態(tài)復(fù)合儲(chǔ)氫技術(shù)將高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫充放氫響應(yīng)速度快與固態(tài)氫化物儲(chǔ)氫體積儲(chǔ)氫密度高、工作壓力低的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合, 是實(shí)現(xiàn)安全高效儲(chǔ)氫的新方法. 復(fù)合儲(chǔ)氫罐結(jié)構(gòu)如圖3所示. 在向氣瓶中加注氫氣時(shí), 壓力超過(guò)儲(chǔ)氫材料平臺(tái)壓力后, 固體開(kāi)始大量吸收氫氣, 之后氫氣被高壓壓縮儲(chǔ)存在空隙中. 在氣瓶放氣時(shí), 空隙中的高壓氫氣首先釋放, 壓力降低到儲(chǔ)氫材料平臺(tái)壓力后, 固體開(kāi)始釋放氫氣, 成為額外的氫氣來(lái)源. Liu等人采用有效儲(chǔ)氫容量為1.7%的ATi-Mn型儲(chǔ)氫合金開(kāi)發(fā)了一種工作壓力低于5?MPa的氣態(tài)和固態(tài)復(fù)合儲(chǔ)氫系統(tǒng), 該系統(tǒng)具有40.07?kg/m3的高體積儲(chǔ)氫密度, 與燃料電池系統(tǒng)組合的儲(chǔ)能效率達(dá)到了86.4%~ 95.9%. Takeichi等人研究了高壓復(fù)合儲(chǔ)氫罐中儲(chǔ)氫材料的填充率、儲(chǔ)氫量和充氫壓力對(duì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的質(zhì)量與體積的影響, 發(fā)現(xiàn)如果材料的儲(chǔ)氫密度能夠提高, 整個(gè)高壓復(fù)合儲(chǔ)氫罐的質(zhì)量會(huì)顯著下降. 儲(chǔ)氫合金脫氫平臺(tái)的寬度與平臺(tái)斜率對(duì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)持續(xù)、平穩(wěn)地輸出氫氣有一定影響. 此外, 氣瓶在短時(shí)間內(nèi)多次快速充放氫時(shí), 氫氣壓縮膨脹做功和固體材料發(fā)生焓變引起的溫度變化會(huì)對(duì)儲(chǔ)罐的材料性能造成破壞, 進(jìn)而影響氣瓶的儲(chǔ)氫能力, 因此熱效應(yīng)帶來(lái)的問(wèn)題不容忽視. 隨著高性能固態(tài)儲(chǔ)氫材料開(kāi)發(fā)和高效熱管理技術(shù)的發(fā)展, 高壓-固態(tài)復(fù)合儲(chǔ)氫技術(shù)的性能指標(biāo)將有望獲得進(jìn)一步提高. 1.2 儲(chǔ)氫設(shè)備 1.2.1 高壓氣瓶 ? 目前, 高壓氫儲(chǔ)罐主要包括全金屬氣瓶(Ⅰ型)、金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(Ⅱ型)、金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅲ型)和非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅳ型). Ⅰ型鋼制氣瓶易受氫氣腐蝕而失效, 并且難以對(duì)容器開(kāi)展安全監(jiān)測(cè), 質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度僅為1%~1.5%, 常用于少量氫氣的固定儲(chǔ)存. Ⅱ型瓶在鋼制氣瓶圓柱段外側(cè)環(huán)向纏繞了復(fù)合材料纖維, 制造成本比Ⅰ型高50%, 但重量減輕30%~40%. Ⅲ型瓶使用復(fù)合纖維材料對(duì)金屬內(nèi)襯進(jìn)行完全纏繞, 此時(shí)內(nèi)襯主要作用是防止氫氣從復(fù)合材料間隙泄漏. 不用承擔(dān)壓力的內(nèi)襯較薄, 使得Ⅲ型氣瓶的質(zhì)量大約僅為Ⅱ型的50%. 鄭津洋等人設(shè)計(jì)的鋁內(nèi)襯纖維纏繞儲(chǔ)罐, 承壓層選擇了碳纖維增強(qiáng)體和環(huán)氧樹(shù)脂基體, 氣瓶工作壓力可達(dá)40?MPa.?安瑞科公司研制出了87.5?MPa鋼質(zhì)碳纖維纏繞大容積儲(chǔ)氫容器, 容積提高至580?L以上, 已示范應(yīng)用于大連加氫站. Ⅳ型瓶通常使用高密度聚乙烯等聚合物作為襯里, 進(jìn)一步減輕了氣瓶的質(zhì)量. 日本豐田公司開(kāi)發(fā)的非金屬內(nèi)膽全纖維纏繞氣瓶的額定工作壓力達(dá)到70?MPa, 質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度達(dá)5.7%, 體積儲(chǔ)氫密度為40.8?kg/m3,?但存在非金屬內(nèi)襯對(duì)氫氣的密封性欠佳和金屬與非金屬結(jié)構(gòu)連接復(fù)雜的問(wèn)題. 一種將石墨烯薄片摻入聚合物基質(zhì)中的方法可以將聚乙烯和不銹鋼之間的黏附強(qiáng)度提高一個(gè)數(shù)量級(jí). 還有一種全復(fù)合材料、無(wú)內(nèi)膽的壓力容器, 也即所謂的Ⅴ型, 工作壓力可達(dá)70~100?MPa,?使用壽命可達(dá)30年以上, 目前尚處于研究階段. 在高壓-固態(tài)復(fù)合儲(chǔ)氫罐的研究上, 豐田公司以Ti-Cr-Mn合金作為儲(chǔ)氫材料開(kāi)發(fā)了工作壓力為35?MPa的氣罐, 儲(chǔ)氫容量為7?kg,體積儲(chǔ)氫密度約為40?kg/m3,?但質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度僅為1.6%. 徐雙慶等人建立了高壓-固態(tài)復(fù)合系統(tǒng)儲(chǔ)氫密度數(shù)值分析模型, 結(jié)果表明, 增加合金裝填量會(huì)大幅度提升系統(tǒng)體積儲(chǔ)氫密度, 但質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度降低, 內(nèi)構(gòu)件的存在導(dǎo)致質(zhì)量和體積儲(chǔ)氫密度分別降低5.0%~8.2%和2.6%~4.4%. Nguyen等人提出了具有3層絕緣結(jié)構(gòu)的便攜式儲(chǔ)氫罐, 工作溫度為77?K,?工作壓力小于10?MPa,?與商用Ⅳ型瓶相比, 重量減輕了31%, 質(zhì)量容量提高了11%, 材料成本降低了42%, 有望成為當(dāng)前高壓儲(chǔ)罐的替代品. 復(fù)合儲(chǔ)氫技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是研制質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度大、脫氫溫度低、循環(huán)性好的儲(chǔ)氫材料. 高壓氣瓶的發(fā)展不僅要關(guān)注制造成本、儲(chǔ)氫能力等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo), 也需要關(guān)注3種主要的安全性問(wèn)題. (1)氫脆.?氫脆是一種長(zhǎng)期效應(yīng), 會(huì)導(dǎo)致金屬材料力學(xué)性能下降, 嚴(yán)重影響氫氣儲(chǔ)存和輸送系統(tǒng)的安全, 甚至導(dǎo)致容器失效, 對(duì)周?chē)h(huán)境造成災(zāi)難性后果. 氫氣濃度、環(huán)境溫度、暴露時(shí)間、應(yīng)力狀態(tài)、材料類(lèi)型等因素都影響氫脆的發(fā)展進(jìn)程. Meng等人對(duì)不同氫氣濃度中的X80管線鋼的材料性能進(jìn)行了研究, 發(fā)現(xiàn)氫氣濃度越高, 氫脆的敏感性越高. Amaro等人針對(duì)高壓氣態(tài)氫中的管線鋼提出了工作環(huán)境中疲勞裂紋擴(kuò)展的預(yù)測(cè)模型. 在抑制氫脆發(fā)生方面, Komoda等人研究了氫氣中的一氧化碳雜質(zhì)對(duì)管線鋼疲勞裂紋加速擴(kuò)展的抑制作用. Michler等人報(bào)道稱, 鋁合金不受干燥的高壓氫氣環(huán)境影響, 有望用于制作儲(chǔ)氫容器. 具有高Cr和Ni比例的奧氏體不銹鋼具有更高的抗高壓氫脆性. 此外, Hwang等人指出, 使用聚四氟乙烯涂層可進(jìn)一步提高用于液氫罐奧氏體不銹鋼的抗氫脆性. (2) 氫滲透.?滲透性是氫氣儲(chǔ)存需要考慮的另一個(gè)問(wèn)題. Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型壓力容器的滲透不顯著, 然而, 對(duì)于具有較高氫滲透率非金屬襯里的Ⅳ型壓力容器來(lái)說(shuō), 滲透性是一個(gè)安全問(wèn)題. 新容器碳纖維外包裝的氫滲透受到很大限制, 而在即將達(dá)到使用壽命的容器中, 大量的微裂紋會(huì)影響樹(shù)脂/碳纖維基質(zhì), 從而增加氫氣的滲透. Wang等人從氫滲透、熱不穩(wěn)定性和機(jī)械損傷等方面討論了襯里失效的原因, 并重點(diǎn)分析了替代材料的優(yōu)化策略. 由于聚酰胺具有較強(qiáng)的分子極性和氫鍵作用, 逐漸成為Ⅳ型儲(chǔ)氫罐的潛在選擇. Sun等人全面研究了填充層狀無(wú)機(jī)組分的聚酰胺6作為儲(chǔ)氫罐內(nèi)襯的適用性. 結(jié)果顯示, 氫氣滲透率降低了3~5倍, 但他們并未探討氣體循環(huán)對(duì)材料透氫率等性能的影響. 含有非氧化石墨烯薄片的高阻氣聚乙烯復(fù)合材料和碳纖維-石墨烯雜化復(fù)合材料在輕型高壓氣體儲(chǔ)存容器的應(yīng)用上也具有廣闊的前景. (3) 復(fù)合材料失效.?復(fù)合材料承擔(dān)了氫氣儲(chǔ)罐的主要壓力, 一旦失效會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故, 因此掌握復(fù)合纖維材料的失效機(jī)理十分重要. 有限元技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于預(yù)測(cè)復(fù)合材料的破壞性能和強(qiáng)度. Wang等人基于ABAQUS建立了一個(gè)漸進(jìn)損傷模型, 可以預(yù)測(cè)鋁碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合容器結(jié)構(gòu)的極限承載能力和復(fù)雜失效行為. Liu等人對(duì)比研究了復(fù)合材料容器的兩種

10-19 

從談“氫”色變到處“氫”自若還要走多久？

9月底，韓國(guó)交通部門(mén)出具一份報(bào)告顯示，2019至2021年，該國(guó)氫燃料電池及相關(guān)設(shè)施故障率大幅增加。2021年，氫燃料汽車(chē)缺陷報(bào)告86起，比2019年增長(zhǎng)了約20多倍。 ? 隨著氫燃料汽車(chē)數(shù)量的增加，韓國(guó)擴(kuò)大加氫站規(guī)模，但故障頻發(fā)。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，2019至2022年8月，韓國(guó)18個(gè)加氫站共發(fā)生374起故障。 ? 眾所周知，安全是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的紅線。浙江能源監(jiān)管辦原專(zhuān)員謝國(guó)興指出，氫在生產(chǎn)、制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加注等過(guò)程中均具有潛在的泄漏和爆炸的危險(xiǎn)，因此氫安全也將是決定氫能被廣泛使用的前提和條件。 ? 對(duì)此，嘉定氫能港相關(guān)負(fù)責(zé)人接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)表示，氫氣有潛在的危險(xiǎn)性，但這是純科學(xué)性問(wèn)題，凡涉及到科學(xué)，都能用技術(shù)手段解決。例如飛機(jī)也存在危險(xiǎn)，但通過(guò)技術(shù)手段上多重保險(xiǎn)，就可以上天飛翔，使用氫氣也是一樣的道理。 ? 氫安全監(jiān)管職責(zé)不清晰 ? 氫是自然界已知最輕元素，其特性是無(wú)色無(wú)味、易泄漏擴(kuò)散，與空氣或其他氧化劑結(jié)合時(shí)易著火，并釋放強(qiáng)能量。 ? 公開(kāi)資料顯示，氫氣在空氣中的點(diǎn)火能為0.019mJ，比甲烷（0.2mJ）或汽油（0.24mJ）要小得多。在層流情況下，氫氣泄漏率比天然氣高26%，在湍流情況下，是天然氣的2.8倍。 ? “只要存在微弱點(diǎn)火源，甚至是由人體靜電釋放引起的微弱火花都會(huì)點(diǎn)燃?xì)錃狻? ? 而且，氫在常態(tài)下著火不易被肉眼所見(jiàn)，其燃燒速度比天然氣快得多，在發(fā)現(xiàn)和消防上存在更大的困難。如果大規(guī)模地將氫應(yīng)用于生產(chǎn)和生活，其潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)絕不能低估?！敝x國(guó)興認(rèn)為。 ? 但氫氣泄漏及爆炸事件時(shí)有發(fā)生。今年4月24日，齊魯石化分公司勝利煉油廠連續(xù)重整車(chē)間壓縮機(jī)區(qū)域氫氣泄漏著火，連續(xù)重整裝置、加氫裂化裝置緊急停工。 ? 2021年1月29日，AGC在韓國(guó)的顯示器工廠因管道中氫氣爆炸。2019年5月23日，位于韓國(guó)江原道江陵市的一個(gè)氫燃料儲(chǔ)存罐發(fā)生爆炸事故。這些事故不禁引起了大眾對(duì)氫能安全性的擔(dān)憂。 ? 當(dāng)前，中國(guó)各省市紛紛出臺(tái)支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。謝國(guó)興表示，但氫能管理并未完全納入國(guó)家能源管理機(jī)構(gòu)的職責(zé)中，沒(méi)有設(shè)置相關(guān)部門(mén)履行政府管理職責(zé)，氫能的法律法規(guī)等文件、特別是安全監(jiān)管職責(zé)不夠清晰。 ? 我國(guó)高等院校等研究機(jī)構(gòu)在氫安全領(lǐng)域開(kāi)展了大量研究。謝國(guó)興指出，現(xiàn)有的規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)僅限于技術(shù)層面與局部的管理范圍，缺少足夠的系統(tǒng)性，不足以滿足整個(gè)氫能經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 ? “譬如輸氫管道及相關(guān)設(shè)施保護(hù)、氫安全應(yīng)急與救援，氫氣輸送與天然氣輸送的關(guān)系，民生用氫的安全規(guī)范，政府氫能安全管理與監(jiān)管職責(zé)的劃分等，在政府安全管理或監(jiān)管方面尚未作出相應(yīng)的氫能安全發(fā)展與利用的法規(guī)建設(shè)，不利于促進(jìn)氫能經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?！? ? 用技術(shù)打造安全屏障 ? 嘉定氫能港相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，除了加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和完善相關(guān)法規(guī)建設(shè)，應(yīng)對(duì)氫安全最有效的辦法是發(fā)力技術(shù)，確保儲(chǔ)氫設(shè)備嚴(yán)密性，攻關(guān)材料學(xué)基礎(chǔ)研究，創(chuàng)新氫儲(chǔ)運(yùn)方式、完善氫泄露快速探測(cè)與防控機(jī)制等。 ? 公開(kāi)資料顯示，氫對(duì)鋼制管道和設(shè)備具有劣化性，易發(fā)生氫腐蝕和氫脆，即金屬吸收內(nèi)部氫或外部氫后，局部氫濃度達(dá)到飽和時(shí)，將引起塑性下降，誘發(fā)裂紋或延遲斷裂。與輸油和天然氣相比，氫氣對(duì)儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備有更特殊的材料要求。 ? 2015年，豐田上市Mirai氫燃料乘用車(chē)，其70MPa高壓儲(chǔ)氫瓶采用的是三層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料內(nèi)膽，內(nèi)層是密封氫氣的塑料內(nèi)襯，中層是確保耐壓強(qiáng)度的碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂層，表層是保護(hù)表面的玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂層。 ? 當(dāng)前，我國(guó)大多使用碳纖維纏繞金屬內(nèi)膽的III型儲(chǔ)氫瓶，但氫氣易腐蝕金屬?！癐V型瓶是采用塑料或樹(shù)脂內(nèi)膽，這些材料更防腐蝕，還可以提高氣密性。但發(fā)展有技術(shù)瓶頸，比如內(nèi)膽材料的研發(fā)與生產(chǎn)、密封性能提升等還需要時(shí)間。”上燃動(dòng)力技術(shù)人員告訴記者。 ? 據(jù)了解，我國(guó)氫氣運(yùn)輸以20MPa的長(zhǎng)管拖車(chē)為主，20MPa相當(dāng)于200倍大氣壓，若一個(gè)螺絲從中蹦出來(lái)會(huì)產(chǎn)生槍發(fā)射子彈一樣的威力。而III型瓶?jī)?chǔ)氫壓強(qiáng)多為35MPa，IV型瓶?jī)?chǔ)氫壓強(qiáng)多為70MPa. ? “在儲(chǔ)氫設(shè)備生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)做大量的槍擊實(shí)驗(yàn)、火燒實(shí)驗(yàn)及壓力測(cè)試等，為了防止危險(xiǎn)性的發(fā)生，我們會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行水壓爆破實(shí)驗(yàn)，壓力幾乎在100MPa以上，從技術(shù)端確保設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)后不會(huì)產(chǎn)生氫氣泄露等問(wèn)題。”上燃動(dòng)力技術(shù)人員表示。 ? 常溫常壓的固態(tài)儲(chǔ)氫設(shè)備亦有上市趨勢(shì)。氫楓能源生產(chǎn)的鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫車(chē)壓力約為1MPa,“一輛承載著氫氣的鎂集固態(tài)儲(chǔ)氫車(chē)在路上行駛，正如一輛裝滿金屬的車(chē)輛在移動(dòng)，因此，不用擔(dān)心高壓引起的安全問(wèn)題?！睔錀髂茉垂ぷ魅藛T告訴記者。 ? 除此之外，清華大學(xué)教授、國(guó)際氫能協(xié)會(huì)副主席毛宗強(qiáng)認(rèn)為，要避免安全事故發(fā)生，操作人員與管理人員必須進(jìn)行安全倫理培訓(xùn)。為了保證氫的安全生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用，針對(duì)不同的氫能環(huán)節(jié)，根據(jù)氫氣的特性和設(shè)備與環(huán)境的特點(diǎn)制定出嚴(yán)格而詳細(xì)的安全規(guī)章制度非常必要。 ? “實(shí)際上，規(guī)章制度、設(shè)備操作需要工作人員去執(zhí)行，制度再好，若操作人員不認(rèn)真也不能保證氫安全。因此，操作人員與管理人員進(jìn)行安全知識(shí)和崗位責(zé)任心培訓(xùn)就必不可少?！?

09-13 

氫能降本難點(diǎn)在哪

“雙碳”背景下，氫能產(chǎn)業(yè)逐漸獲得國(guó)家層面和各地政府在政策上的大力支持，但目前氫能產(chǎn)業(yè)仍處發(fā)展初期，氫能商業(yè)模式尚不清晰、技術(shù)瓶頸有待突破，成本高昂更成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展“攔路虎”。“制氫貴、儲(chǔ)氫貴、加氫貴、用氫貴……氫能被視為減排必經(jīng)之路，但遲遲未被大面積應(yīng)用，歸根結(jié)底在于‘貴’?！彼拇▉喡?lián)高科技股份有限公司董事長(zhǎng)王業(yè)勤更是一語(yǔ)道破氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。面對(duì)氫能高成本困境，產(chǎn)業(yè)該怎么做？高成本制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2022年1-5月燃料電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)累計(jì)完成1277輛和935輛，2021年全年，燃料電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別為1777輛和1586輛，市場(chǎng)規(guī)模仍然較小。風(fēng)氫揚(yáng)氫能科技(上海)有限公司董事長(zhǎng)劉軍瑞表示，現(xiàn)階段，氫能產(chǎn)業(yè)尚處于早期發(fā)展階段，企業(yè)普遍規(guī)模偏小、研發(fā)支出大，投入和產(chǎn)出不成比例，能夠拿到的訂單很少，絕大部分企業(yè)處于入不敷出的狀態(tài)。 “當(dāng)前利用可再生能源發(fā)電制氫是業(yè)內(nèi)熱點(diǎn)，但氫氣成本困境依然存在?！蓖鯓I(yè)勤表示，以電解水制氫為例，其中電的成本占?xì)錃獬杀局辽?0%，加之可再生能源制取氫氣，大多都是用離網(wǎng)的電來(lái)制取，這意味綠氫產(chǎn)量豐富的地方雖然土地成本和氫氣成本低，但普遍偏遠(yuǎn)?！安蝗莺鲆暤氖?，再便宜的氫氣也要找下家，下游給誰(shuí)用？怎么用？這些問(wèn)題都持續(xù)困擾著整個(gè)產(chǎn)業(yè)?！? 喜瑪拉雅公司副總裁葛榮軍指出，雖然在部分地區(qū)加氫成本呈下降趨勢(shì)，但總體來(lái)看，氫加注不便利情況普遍存在。以廣東地區(qū)為例，雖然該地區(qū)氫能及燃料電池汽車(chē)應(yīng)用市場(chǎng)非常大，但由于氫源不充足，氫氣經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離儲(chǔ)運(yùn)，其價(jià)格達(dá)到全國(guó)最貴，約為65元/公斤。在氫能應(yīng)用端，高昂的應(yīng)用及運(yùn)營(yíng)成本也讓燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)無(wú)法“接地氣”?！艾F(xiàn)階段，一臺(tái)氫能重卡的購(gòu)置成本大約150萬(wàn)元-180萬(wàn)元，一臺(tái)燃料電池公交的購(gòu)置成本甚至達(dá)到200萬(wàn)元-300萬(wàn)元，除了政府出資，幾乎沒(méi)有私人用戶愿意為這樣昂貴的氫能產(chǎn)品買(mǎi)單。”劉軍瑞表示。 “此外，政府訴求、產(chǎn)業(yè)需要、資本邏輯之間尚未實(shí)現(xiàn)良性互通。”劉軍瑞表示，政策層面希望氫能產(chǎn)業(yè)盡快實(shí)現(xiàn)自主核心技術(shù)可控，對(duì)于產(chǎn)業(yè)而言，國(guó)家補(bǔ)貼杯水車(chē)薪，要實(shí)現(xiàn)自主技術(shù)進(jìn)步，需要大量資本加持。“需要注意的是，與資本期待快速產(chǎn)生收益不同，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是一場(chǎng)‘馬拉松’，如果為了拿到大量資金而過(guò)早啟動(dòng)快速發(fā)展策略，氫能產(chǎn)業(yè)無(wú)法在技術(shù)、裝備等領(lǐng)域獲得實(shí)質(zhì)性進(jìn)步，高成本問(wèn)題將持續(xù)存在?！? 需加快“跑通”產(chǎn)業(yè)鏈為解決成本居高不下難題，氫能產(chǎn)業(yè)自身已從技術(shù)、國(guó)產(chǎn)化等方面進(jìn)行突破。獵投基金副總經(jīng)理鄧林指出，氫能及燃料電池部分關(guān)鍵零部件、核心原材料在國(guó)產(chǎn)化方面已有顯著進(jìn)步，質(zhì)子交換膜、催化劑、雙極板以及空壓機(jī)等氫能設(shè)備均已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。不過(guò)，國(guó)產(chǎn)化裝備在質(zhì)量和性能方面尚未達(dá)到最優(yōu)。在氫能交通領(lǐng)域，公交、物流、環(huán)衛(wèi)車(chē)等燃料電池項(xiàng)目更多是由政府進(jìn)行示范推廣，如果沒(méi)有政府補(bǔ)貼，氫燃料電池汽車(chē)推廣缺乏經(jīng)濟(jì)可行性，遠(yuǎn)未達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用條件。 “目前國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)鏈處于需要政府補(bǔ)貼輸血的狀態(tài)，這意味著產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益沒(méi)有正向循環(huán)，要實(shí)現(xiàn)從政府驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，最終還是要靠產(chǎn)業(yè)自我造血?！蓖鯓I(yè)勤表示。 “全球范圍內(nèi)，只有美國(guó)燃料電池上市公司普拉格能源走通了氫能全產(chǎn)業(yè)鏈并實(shí)現(xiàn)盈利。普拉格能源抓住了冷鏈物流使用的電動(dòng)叉車(chē)痛點(diǎn)，聚焦氫能叉車(chē)的研發(fā)銷(xiāo)售，并完善售后服務(wù)及保障措施，成功打造普拉格能源獨(dú)特的氫能叉車(chē)銷(xiāo)售服務(wù)模式，于是普拉格能源從早期虧損到逐漸減虧，最終實(shí)現(xiàn)盈利?！蓖鯓I(yè)勤認(rèn)為，參考美國(guó)這個(gè)成功案例，我國(guó)在氫能起步階段要盡快打通產(chǎn)業(yè)鏈，并找到盈利模式，才真正具有示范意義。此外，加氫站建設(shè)模式也亟待創(chuàng)新。劉軍瑞指出，目前，一座加氫站建設(shè)審批至少需要蓋35個(gè)章，時(shí)間精力耗費(fèi)巨大；同時(shí)，單個(gè)加氫站所需商業(yè)用地價(jià)格高昂；油氫合建站由加油站改造而來(lái)，可能無(wú)法滿足未來(lái)氫能重卡的加氫需求。綜上所述，未來(lái)要將高企的加氫站成本大幅降下來(lái)，還需要政策進(jìn)一步放寬對(duì)能源用途的小型制氫項(xiàng)目的限制，鼓勵(lì)企業(yè)建設(shè)自用加氫站，實(shí)現(xiàn)降低建設(shè)成本的同時(shí)，保證后續(xù)服務(wù)的可持續(xù)性。錢(qián)和配套缺一不可 “由于整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要還是靠補(bǔ)貼支撐，車(chē)輛、加氫站、氫氣等環(huán)節(jié)都需要補(bǔ)貼，各個(gè)環(huán)節(jié)加起來(lái)所需資金數(shù)量較大?！蓖鯓I(yè)勤指出，因此，現(xiàn)階段地方政府要做氫能，財(cái)政實(shí)力是最重要的基礎(chǔ)，哪怕有煤有電有其他資源，沒(méi)有強(qiáng)大的財(cái)政支撐，也難以保證氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)?！澳壳皝?lái)說(shuō)，珠三角、長(zhǎng)三角、京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，發(fā)展氫能條件相對(duì)成熟，但二三線城市不宜盲目追風(fēng)?！? 把產(chǎn)業(yè)搞活，資金支持外還需多環(huán)節(jié)同時(shí)發(fā)力。王業(yè)勤表示，要發(fā)展氫能就必須規(guī)劃整個(gè)產(chǎn)業(yè)布局，而非簡(jiǎn)單引進(jìn)一個(gè)車(chē)廠或一個(gè)電堆廠家，制氫、電堆、整車(chē)包括下游應(yīng)用都應(yīng)全部整合起來(lái)進(jìn)而形成產(chǎn)業(yè)鏈，再進(jìn)行整體補(bǔ)貼，把產(chǎn)業(yè)鏈搞活后，當(dāng)?shù)囟愂蘸途蜆I(yè)也將得到進(jìn)一步發(fā)展。值得注意的是，政府對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的支持還有更多維度。葛榮軍認(rèn)為，各地政府如何扶持氫能產(chǎn)業(yè)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和資源稟賦。如上海、廣東地區(qū)，目前主要應(yīng)用場(chǎng)景為物流車(chē)或公交車(chē)，但長(zhǎng)距離重載運(yùn)輸需求不多。而在內(nèi)蒙古等西北地區(qū)，可充分借助當(dāng)?shù)貧湓磧?yōu)勢(shì)打造運(yùn)輸場(chǎng)景，為氫能產(chǎn)業(yè)提供適合的應(yīng)用場(chǎng)景，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

08-31 

德國(guó)押寶氫能新突破：全球第一條氫動(dòng)力列車(chē)鐵路正式上線！

8月24日，世界上第一條由氫動(dòng)力客運(yùn)火車(chē)組成的環(huán)保鐵路線在德國(guó)下薩克森州開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。這是一條區(qū)域線路，長(zhǎng)約100公里，運(yùn)行由法國(guó)阿爾斯通公司設(shè)計(jì)、在德國(guó)組裝的14輛氫能載客列車(chē)“Coradia iLint”。這些列車(chē)使用純氫氣作為燃料，從環(huán)境空氣中收集氧氣，在燃料電池中將這兩種氣體轉(zhuǎn)化為電能，行駛時(shí)只產(chǎn)生蒸汽和冷凝水，且噪音很低。此前這條線路主要運(yùn)行柴油列車(chē)。阿爾斯通公司介紹說(shuō)，這種列車(chē)的續(xù)航能力為1000公里，最高時(shí)速可達(dá)140公里。1公斤氫氣可替代約4.5升的柴油，能明顯減少對(duì)環(huán)境的影響。下薩克森州州長(zhǎng)斯特凡·魏爾當(dāng)天在啟用儀式上表示，這標(biāo)志著當(dāng)?shù)亟煌ú块T(mén)在應(yīng)對(duì)氣候變化道路上的又一個(gè)里程碑。這種氫能列車(chē)獲得了德國(guó)“國(guó)家氫能和燃料電池技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃”支持，該計(jì)劃旨在通過(guò)資助，在交通部門(mén)發(fā)展有競(jìng)爭(zhēng)力的氫能和燃料電池技術(shù)。氫氣可以在電氣化之外提供一個(gè)環(huán)保備選項(xiàng)。就德國(guó)的氫能列車(chē)來(lái)說(shuō)，使用的氫燃料電池并不需要對(duì)軌道進(jìn)行改建，而除了電流之外，氫電池只會(huì)產(chǎn)生水和熱量，可以說(shuō)是真正做到了零排放。氫動(dòng)力列車(chē)的另一個(gè)好處是可以通過(guò)泵為車(chē)輛重新填充氫氣，而不必像傳統(tǒng)燃料電池一樣通過(guò)充電儲(chǔ)能。據(jù)預(yù)測(cè)，德國(guó)未來(lái)有2500輛到3000輛柴油列車(chē)將會(huì)被氫動(dòng)力列車(chē)取代。

08-29 

國(guó)家能源局：提升綠氫制備產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略地位促進(jìn)“綠氫”全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

近日，國(guó)家能源局關(guān)于進(jìn)一步加大對(duì)綠氫制備產(chǎn)業(yè)扶持力度的建議給出了答復(fù)，國(guó)家能源局表示將加強(qiáng)規(guī)劃組織策劃，提升綠氫制備產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略地位；健全法律法規(guī)政策，促進(jìn)“綠氫”全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展；大力推進(jìn)科技研發(fā)，開(kāi)展“綠氫”制備科技專(zhuān)項(xiàng)支持。原文如下：關(guān)于十三屆全國(guó)人大五次會(huì)議第0542號(hào)建議的答復(fù)復(fù)文摘要國(guó)能建科技〔2022〕108號(hào) 您提出的關(guān)于進(jìn)一步加大對(duì)綠氫制備產(chǎn)業(yè)扶持力度的建議收悉。經(jīng)研究并商國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部、中國(guó)人民銀行、市場(chǎng)監(jiān)管總局、工業(yè)和信息化部、科技部，現(xiàn)答復(fù)如下：關(guān)于加強(qiáng)規(guī)劃組織策劃，提升綠氫制備產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略地位。國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），一是明確了氫能的戰(zhàn)略定位，指出氫能是未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分，是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。二是提出“清潔低碳”的基本原則，積極構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，嚴(yán)格控制化石能源制氫。三是提出可再生能源制氫相關(guān)目標(biāo)，到2025年，可再生能源制氫量達(dá)到10萬(wàn)～20萬(wàn)噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分。到2030年，可再生能源制氫廣泛應(yīng)用。關(guān)于健全法律法規(guī)政策，促進(jìn)“綠氫”全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。一是《規(guī)劃》中提出要制定完善氫能管理有關(guān)政策，規(guī)范氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)和加注等環(huán)節(jié)建設(shè)管理程序，落實(shí)安全監(jiān)管責(zé)任，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和投資引導(dǎo)。并提出研究探索可再生能源發(fā)電制氫支持性電價(jià)政策，完善可再生能源制氫市場(chǎng)化機(jī)制，健全覆蓋氫儲(chǔ)能的儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制，探索氫儲(chǔ)能直接參與電力市場(chǎng)交易。二是通過(guò)設(shè)立碳減排支持工具，支持清潔能源等重點(diǎn)碳減排領(lǐng)域發(fā)展，氫能設(shè)施建設(shè)被納入到碳減排支持工具的支持范圍。三是大力發(fā)展綠色信貸，引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)強(qiáng)化創(chuàng)新，加大對(duì)氫能設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的金融支持。四是“氫能利用設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)”包括“清潔制氫、氫氣安全高效儲(chǔ)存、加氫站、氫燃料電池汽車(chē)、氫燃料電池發(fā)電、摻氫天然氣等技術(shù)設(shè)置和氫能應(yīng)用”等內(nèi)容，均被列入《綠色債券支持項(xiàng)目目錄（2021版）》。五是強(qiáng)化信用評(píng)級(jí)行業(yè)監(jiān)管與培育，優(yōu)化評(píng)級(jí)產(chǎn)品供給。通過(guò)研究制定《綠色債券信用評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，鼓勵(lì)評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)布局環(huán)境、社會(huì)和治理（ESG）領(lǐng)域等措施，加大信用評(píng)級(jí)對(duì)綠色低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支持力度。關(guān)于大力推進(jìn)科技研發(fā)，開(kāi)展“綠氫”制備科技專(zhuān)項(xiàng)支持。一是國(guó)家能源局會(huì)同科技部聯(lián)合印發(fā)《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，圍繞高效氫氣制備、儲(chǔ)運(yùn)等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，研究部署“十四五”期間擬重點(diǎn)開(kāi)展的技術(shù)創(chuàng)新任務(wù)，并制定各項(xiàng)任務(wù)的技術(shù)路線圖。二是國(guó)家能源局積極配合有關(guān)部門(mén)推動(dòng)氫能和燃料電池標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，指導(dǎo)全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)等制修訂氫能領(lǐng)域國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)超百項(xiàng)，涵蓋氫安全、制氫技術(shù)、氫儲(chǔ)運(yùn)、加氫站、燃料電池汽車(chē)和氫能質(zhì)量等方面，初步形成氫能標(biāo)準(zhǔn)支撐體系。感謝您對(duì)國(guó)家能源工作的關(guān)心和理解，希望今后能得到您更多的支持和指導(dǎo)。 ?

08-22 

清潔氫發(fā)展面臨三大挑戰(zhàn)

?清潔氫一直被吹捧為脫碳的“靈丹妙藥”，但業(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)人士表示，雖然清潔氫確實(shí)可以幫助全球?qū)崿F(xiàn)脫碳，但其發(fā)展還面臨規(guī)模、成本競(jìng)爭(zhēng)力和基礎(chǔ)設(shè)施三大挑戰(zhàn)，能否成為脫碳的“靈丹妙藥”還不得而知。發(fā)展勢(shì)頭增強(qiáng) 截至目前，全球已有41個(gè)國(guó)家發(fā)布國(guó)家氫戰(zhàn)略。2050年，全球氫需求預(yù)計(jì)增長(zhǎng)3.5倍以上，從2021年的7500萬(wàn)噸/年增至2.55億噸/年。?？松梨谡J(rèn)為，到2050年，全球碳捕集與封存（CCS）和氫能的潛在市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到約4萬(wàn)億美元和1.5萬(wàn)億美元。國(guó)際氫能委員會(huì)發(fā)現(xiàn)，到2050年，氫能將占全球能源需求的22%，從現(xiàn)在起到2050年，每年可減少800億噸二氧化碳排放量，相當(dāng)于將全球氣候變暖限制在1.5攝氏度內(nèi)所需總減排量的11%。今年的劍橋能源周會(huì)議由標(biāo)普全球于3月7日~11日在美國(guó)得克薩斯州休斯敦舉辦，會(huì)上行業(yè)領(lǐng)袖一致認(rèn)為，雖然清潔氫技術(shù)已成熟，但需求、產(chǎn)能和規(guī)模經(jīng)濟(jì)卻滯后。標(biāo)普全球大宗商品洞察公司的氫市場(chǎng)監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示，目前全球清潔氫產(chǎn)量約為200萬(wàn)噸/年，但到2030年，全球清潔氫的生產(chǎn)能力將接近3000萬(wàn)噸/年。標(biāo)普全球大宗商品洞察公司未來(lái)能源團(tuán)隊(duì)經(jīng)理安妮·羅巴表示，“按照計(jì)劃，2025年前全球有700萬(wàn)噸/年的清潔氫項(xiàng)目將投產(chǎn)。如果按計(jì)劃完工，這些項(xiàng)目將占全球氫供應(yīng)的9%”。清潔氫的發(fā)展速度很快。僅2021年全球就宣布了130多個(gè)大型清潔氫項(xiàng)目，當(dāng)前全球已宣布的大規(guī)模清潔氫項(xiàng)目總數(shù)接近400個(gè)。據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)估計(jì)，2030年前，全球在氫能方面的總投資將達(dá)到5000億美元。林德公司負(fù)責(zé)清潔氫的副總裁大衛(wèi)·伯恩斯表示，“五六年前，我們考慮的是6兆瓦的生產(chǎn)設(shè)施?，F(xiàn)在我們正在建設(shè)24兆瓦的生產(chǎn)設(shè)施。我們的目標(biāo)是到2030年達(dá)到千兆瓦的規(guī)模。這就是我們正在關(guān)注的規(guī)模增長(zhǎng)”。專(zhuān)家認(rèn)為，未來(lái)8年是實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的關(guān)鍵時(shí)期，工業(yè)氣體領(lǐng)軍企業(yè)法液空、林德公司和美國(guó)空氣化工產(chǎn)品公司都打算，未來(lái)十年投資100億美元或更多資金用于清潔氫項(xiàng)目。生產(chǎn)成本是關(guān)鍵美國(guó)目前的灰氫成本低于1美元/千克?；覛涫亲畛Ｒ?jiàn)的氫形式，也是工業(yè)溫室氣體的重要來(lái)源，因?yàn)樵谥茪溥^(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體排放沒(méi)有被捕集。即使征收碳稅，綠氫成本也需要十年才能接近灰氫成本。伯恩斯表示，“電力成本是清潔氫生產(chǎn)成本中占比最大的，約75%的清潔氫成本來(lái)自可再生電力”。2021年，美國(guó)能源部宣布了“111”計(jì)劃，即在十年內(nèi)將清潔氫的成本降低80%以上，達(dá)到灰氫的每千克1美元大關(guān)。中東、南非、大洋洲和南美洲國(guó)家的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電廠將是向清潔氫過(guò)渡的關(guān)鍵，因?yàn)樗麄兊目稍偕娏Τ杀咀畹?。然而，除非政府的政策、激?lì)措施和懲罰措施能減少前置生產(chǎn)成本或增加需求，否則成本削減將不可能實(shí)現(xiàn)。法液空美洲公司首席執(zhí)行官邁克·格拉夫表示，“為了充分發(fā)掘氫經(jīng)濟(jì)的潛力，進(jìn)一步加快低碳、綠氫的發(fā)展和部署，美國(guó)政府需要盡快制定新的政策，促進(jìn)市場(chǎng)增長(zhǎng)和滲透，并為在運(yùn)輸和儲(chǔ)存等多個(gè)能源領(lǐng)域使用氫能提供激勵(lì)措施”。伯恩斯對(duì)此表示贊同，“我們需要將政策、激勵(lì)和懲罰結(jié)合起來(lái)。為碳排放設(shè)定一個(gè)現(xiàn)實(shí)的價(jià)格是很重要的，這樣就會(huì)知道企業(yè)繼續(xù)排放的成本是多少”。基礎(chǔ)設(shè)施缺乏雖然清潔氫被譽(yù)為脫碳的“靈丹妙藥”，但其發(fā)展仍處于初期階段，面臨基礎(chǔ)設(shè)施缺乏的挑戰(zhàn)。但是由于氣候和地緣政治問(wèn)題，清潔氫的發(fā)展不能是緩慢和漸進(jìn)的，應(yīng)該是快速和跨越式的。除了以規(guī)?；档蜕a(chǎn)成本，清潔氫行業(yè)還需要電解槽容量的快速發(fā)展。根據(jù)標(biāo)普全球氫生產(chǎn)資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，歐洲在電解槽產(chǎn)能方面遙遙領(lǐng)先，在全球宣布2025年前新建19吉瓦的電解槽產(chǎn)能中，歐洲占了近15吉瓦。這種能力加上歐洲天然氣的“天價(jià)”（超過(guò)350美元/兆瓦時(shí)），使得歐盟的綠氫發(fā)展速度超過(guò)藍(lán)氫。電解槽是達(dá)到碳中和所需的數(shù)千吉瓦清潔氫產(chǎn)能的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，但目前電解槽產(chǎn)能缺乏，并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。為了實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)某杀拘б?，以及提高碳中和社?huì)所需的清潔氫生產(chǎn)能力，電解槽需要標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模生產(chǎn)。電解槽制造將不會(huì)出現(xiàn)瓶頸，但關(guān)鍵材料的供應(yīng)鏈持續(xù)中斷可能給清潔氫供應(yīng)時(shí)間表造成壓力。

08-16 

垃圾制氫技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

氫能全產(chǎn)業(yè)鏈包括“制—儲(chǔ)—運(yùn)—輸—用”五大環(huán)節(jié)，其中制氫是第一個(gè)重要環(huán)節(jié)。碳排放量較低的制氫方式有技術(shù)相對(duì)成熟的電解水制氫和甲醇重整制氫，以及生物或生物質(zhì)制氫、垃圾制氫、太陽(yáng)能光解水制氫、熱化學(xué)分解水制氫等試驗(yàn)性方法。近年來(lái)，垃圾制氫以其成本優(yōu)勢(shì)獲得了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。垃圾氣化制氫的總生產(chǎn)成本約為28.74元/千克，其中垃圾氣化工段成本為13.80元/千克，合成氣凈化、氫氣分離提純工段成本為14.94元/千克。按照這一測(cè)算，垃圾制氫成本比我國(guó)已建電解水示范項(xiàng)目的氫氣成本36.4元/千克要低。形成規(guī)模效應(yīng)后，成本有望降到20元/千克以下，與天然氣等化石能源制氫技術(shù)成本相當(dāng)。垃圾制氫項(xiàng)目的收入方面，除了氫氣銷(xiāo)售收入，還包括垃圾處理費(fèi)、殘?jiān)N(xiāo)售收入，以及可能的碳交易收入，能有效分?jǐn)傊茪涑杀?、降低氫氣價(jià)格。此外，垃圾制氫技術(shù)還具有重要現(xiàn)實(shí)意義：助推垃圾處理減量化、資源化、無(wú)害化。與填埋、堆肥和焚燒等傳統(tǒng)垃圾處理方式相比，氣化占地面積小，不產(chǎn)生二噁英等有毒有害物質(zhì)，處理后的氣體和殘?jiān)衫谩? 緩解局部資源短缺導(dǎo)致的制氫瓶頸。鑒于部分地區(qū)垃圾量大、分布廣泛，以垃圾為原材料制氫，有助于各地區(qū)豐富氫能來(lái)源、增加氫氣供給、緩解用氫緊張。從這兩個(gè)角度出發(fā)，發(fā)展垃圾制氫具有積極的意義。那么垃圾制氫現(xiàn)在發(fā)展如何了？ ? 一垃圾制氫技術(shù)研究現(xiàn)狀根據(jù)技術(shù)原理的不同，垃圾制氫技術(shù)可分為熱化學(xué)和生物化學(xué)兩大類(lèi)。 1、熱化學(xué)技術(shù) 熱化學(xué)技術(shù)顧名思義是基于熱化學(xué)過(guò)程的垃圾制氫技術(shù)，原理是有機(jī)物在缺氧、高溫條件下被分解為以氫氣、一氧化碳、甲烷為主的合成氣；無(wú)機(jī)物則被熔化成金屬和玻璃體渣，用于路基、建材等的原材料。典型的熱化學(xué)過(guò)程包括熱解和氣化，熱解可用于氣化之前，以提高原料的熱值。熱化學(xué)技術(shù)適用于可燃固體廢棄物，它是垃圾中的可燃組分，常見(jiàn)的可燃固體廢棄物包括紙類(lèi)、塑料類(lèi)、木料類(lèi)、織物類(lèi)以及垃圾衍生燃料。熱化學(xué)過(guò)程在垃圾處理方面的優(yōu)勢(shì)在于減量化，可以最大程度保留垃圾填埋場(chǎng)的空間。據(jù)測(cè)算，熱化學(xué)處理后，垃圾質(zhì)量減少70%~80%，體積減小約80%~90%。研究成果表明，不同條件下，基于熱化學(xué)技術(shù)的垃圾制氫方式的氫氣產(chǎn)率范圍較大，每千克可燃固體廢棄物能生產(chǎn)氫氣約20~178.7克。氫氣產(chǎn)率最高的研究來(lái)自Wu和Williams，垃圾種類(lèi)為聚丙烯塑料，制氫方式為熱解（500℃）與氣化（900℃）兩階段反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中加入了Ni-Mg-Al作為催化劑，產(chǎn)物氫氣的濃度為41.65%，氫氣產(chǎn)率為178.7g/kg。 2、生物化學(xué)技術(shù) 基于生物化學(xué)過(guò)程的垃圾制氫技術(shù)，原理是利用微生物分解垃圾中的有機(jī)物以產(chǎn)生氫氣，典型的過(guò)程包括光發(fā)酵和暗發(fā)酵。暗發(fā)酵制氫是指在常壓、缺氧、黑暗條件下，通過(guò)厭氧菌分解垃圾中的有機(jī)物產(chǎn)生氫氣，其他產(chǎn)物通常為有機(jī)酸、醇、丙酮以及CO2。影響氫氣產(chǎn)率的因素很多，包括底物類(lèi)別、底物濃度、菌株種類(lèi)、反應(yīng)時(shí)間、溫度、pH值、氫氣分壓等。由于微生物發(fā)酵施加的熱力學(xué)限制，較高的底物濃度將導(dǎo)致較低的氫氣產(chǎn)量。此外，過(guò)高的氫氣分壓對(duì)產(chǎn)率也有負(fù)面影響，及時(shí)移除產(chǎn)生的氫氣有助于提高氫氣產(chǎn)率。隨著氫氣分壓的增加，乳酸和乙醇等其他產(chǎn)物的濃度增加，氫氣合成減少。光發(fā)酵制氫是指在常壓、厭氧、光照條件下，通過(guò)光合細(xì)菌分解垃圾中的有機(jī)物產(chǎn)生氫氣。光轉(zhuǎn)換效率、微生物菌株、垃圾類(lèi)型以及反應(yīng)條件共同對(duì)氫氣產(chǎn)率施加影響。最佳的反應(yīng)條件主要取決于菌株種類(lèi)，通常溫度為35~37℃，pH為5~7左右。生物化學(xué)制氫的能源消耗強(qiáng)度遠(yuǎn)低于熱化學(xué)過(guò)程，但氫氣產(chǎn)率和反應(yīng)速率較低。研究結(jié)果表明，各類(lèi)市政污泥和餐廚垃圾發(fā)酵制氫的氫氣產(chǎn)率約為8.6~174.6mL/gVS。氫氣產(chǎn)率最高的研究來(lái)自Cheng等，反應(yīng)采用餐廚垃圾和污水污泥共同發(fā)酵的方式進(jìn)行，有機(jī)負(fù)荷為20gVS/L，發(fā)酵溫度為35℃，初始pH為6.0，總碳轉(zhuǎn)化效率為63.3%，能量轉(zhuǎn)化效率為56.6%，氫氣產(chǎn)率為174.6mL/gVS。 ? 二垃圾制氫產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展隨著氫能重要性的提升，近年來(lái)許多企業(yè)開(kāi)始探索垃圾制氫產(chǎn)業(yè)化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球已有16個(gè)垃圾制氫產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，主要分布在歐洲、美國(guó)、日本等，詳情如圖所示。我國(guó)是世界第一制氫大國(guó)，2019年氫氣產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸，占全球總量的37.13%。其中，煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫等方式占比分別達(dá)到63.54%、13.76%、21.18%，電解水制氫總量約50萬(wàn)噸，僅占1.50%。低碳、清潔的氫氣尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模供給。垃圾制氫作為一種新興的低碳?xì)涔┙o方式，也有望在我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到重要的支撐作用。 ? 三? 當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題當(dāng)前垃圾制氫技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化面臨的主要問(wèn)題主要有以下四個(gè)方面。 1、減碳仍是難題雖然垃圾制氫的優(yōu)勢(shì)突出，但不可忽視的是，垃圾中的有機(jī)物經(jīng)高溫氣化將產(chǎn)生大量CO2。這也意味著，要讓垃圾制氫變得低碳環(huán)保，碳捕集封存利用不可或缺。2021年12月，美國(guó)初創(chuàng)企業(yè)Mote宣布，將在2024年前建成一座利用木質(zhì)廢料、配備有碳捕捉與封存裝置的制氫工廠，從全生命周期來(lái)看，該制氫工廠有望成為全球首個(gè)“零碳”綠氫工廠。 2、能源利用效率偏低制氫過(guò)程需要消耗能源，從能源利用的角度看，垃圾制氫效率遠(yuǎn)低于甲烷蒸汽重整、水電解等方式。研究結(jié)果表明，垃圾氣化、甲烷蒸汽重整、水電解制氫的熱效率分別為35%~50%、70%~75%和75%~80%。垃圾的種類(lèi)、尺寸、形狀和含水量等因素都會(huì)影響反應(yīng)器效率和氫氣產(chǎn)率，進(jìn)而影響制氫能源利用效率。 3、垃圾質(zhì)量不達(dá)預(yù)期我國(guó)城市生活垃圾與發(fā)達(dá)國(guó)家城市生活垃圾差異較大，廚余含量高、含水率高、熱值低，對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，以及污染物的達(dá)標(biāo)排放存在影響。同時(shí)，垃圾原料性質(zhì)是垃圾氣化反應(yīng)器和系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)依據(jù)，若直接引進(jìn)國(guó)外主流技術(shù)，可能出現(xiàn)水土不服的情況。 4、氣化技術(shù)有待進(jìn)步垃圾氣化制氫是在垃圾氣化技術(shù)上衍生出的新技術(shù)，而垃圾氣化技術(shù)對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)要求較高。國(guó)外對(duì)垃圾氣化技術(shù)的研究起步比較早，在熱分選氣化技術(shù)和等離子體氣化技術(shù)等領(lǐng)域有較多積累，已研發(fā)出工業(yè)級(jí)技術(shù)設(shè)備。例如，美國(guó)西屋等離子體公司在20世紀(jì)90年代就取得較大進(jìn)展，并于2003年在日本建設(shè)了220噸/天的用于處理生活垃圾和汽車(chē)廢渣的等離子體氣化工廠，產(chǎn)物合成氣用于發(fā)電。然而，我國(guó)等離子體氣化技術(shù)直到2018年才進(jìn)入工程應(yīng)用階段。垃圾制氫作為一種新興的低碳?xì)涔┙o方式，也有望在我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到重要的支撐作用。研發(fā)大規(guī)模、低成本、低碳排放量的制氫技術(shù)是氫能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的前提條件，是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的問(wèn)題。從我國(guó)垃圾原料性質(zhì)、制氫技術(shù)進(jìn)展等看，可以從垃圾分類(lèi)、制氫技術(shù)裝備研發(fā)、碳捕集封存利用技術(shù)創(chuàng)新、項(xiàng)目試點(diǎn)示范等方面推進(jìn)我國(guó)垃圾制氫研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

08-11 

寶馬將大規(guī)模生產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)

寶馬正在推進(jìn)氫燃料電池汽車(chē)的批量生產(chǎn)。首席執(zhí)行官Oliver Zipse向德國(guó)商報(bào)(handelsblatt)宣布：氫作為能源載體將在世界許多地區(qū)發(fā)揮重要作用。為此，寶馬集團(tuán)在一份聲明中表示將在歐洲道路上對(duì)使用氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的系列車(chē)輛進(jìn)行日常測(cè)試，寶馬首款小型氫燃料電池汽車(chē)將在2022年底亮相。寶馬計(jì)劃將氫氣作為重要的動(dòng)力系統(tǒng)支柱。首席執(zhí)行官Zipse表示：“寶馬X系列的高端產(chǎn)品在客戶中非常受歡迎，現(xiàn)階段的能源危機(jī)極大地推動(dòng)了氫氣推進(jìn)，未來(lái)還將看到燃料電池在新類(lèi)別中批量生產(chǎn)”。自2013年以來(lái)，寶馬一直與日本汽車(chē)制造商豐田合作開(kāi)發(fā)燃料電池技術(shù)。最近，一家中國(guó)汽車(chē)制造商首次宣布大規(guī)模生產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)，德國(guó)航空航天中心的研究人員宣布以低價(jià)推出一款氫燃料電池汽車(chē)。寶馬計(jì)劃批量生產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)，寶馬集團(tuán)發(fā)展董事會(huì)成員Klaus Fr?hlich表示：“不同的替代驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將在未來(lái)共存，因?yàn)闆](méi)有一個(gè)單一的解決方案可以滿足全球客戶的所有移動(dòng)需求。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，氫燃料電池驅(qū)動(dòng)可以成為驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品組合的第四大支柱?！? 在氫推進(jìn)方面是先有雞還是先有蛋的問(wèn)題，隨著寶馬氫燃料電池汽車(chē)的首次道路測(cè)試而變得具體起來(lái)，以至于在批量生產(chǎn)開(kāi)始之前，仍有一些障礙需要克服。寶馬集團(tuán)氫燃料電池項(xiàng)目經(jīng)理Axel Rücker表示：“只要加氫站網(wǎng)絡(luò)仍然薄弱，客戶的低需求將導(dǎo)致燃料電池汽車(chē)無(wú)法實(shí)現(xiàn)盈利批量生產(chǎn)；反之，只要道路上幾乎沒(méi)有氫燃料電池汽車(chē)，運(yùn)營(yíng)商就不愿意擴(kuò)大加氫站網(wǎng)絡(luò)的布局?！?

07-19 

綠氫占七成！歐盟可再生能源法案通過(guò)

歐盟時(shí)間2022年7月13日，歐盟議會(huì)以54票贊成、14 票反對(duì)和 6 票棄權(quán)通過(guò)了提升可再生能源占比的法案修正案，該法案由ITRE（歐洲議會(huì)的工業(yè)、研究和能源委員會(huì)）提交。在面對(duì)能源短缺的沖擊和局部熱點(diǎn)問(wèn)題的焦慮中，歐盟最終還是將2030年可再生能源發(fā)展目標(biāo)提升至45%，歐盟降低應(yīng)對(duì)氣候變化目標(biāo)的傳言不攻自破。同時(shí)，在綠氫、交通、建筑等領(lǐng)域提出了更加明確的要求，以保證可再生能源發(fā)展目標(biāo)切實(shí)推進(jìn)。一? 重磅內(nèi)容 2021年7月，歐洲提出“Fit for 55”（承諾在2030年底溫室氣體排放量較1990年至少減少55%的目標(biāo)）一攬子新法案，其中提升可再生能源占比的法案是重要的組成。經(jīng)過(guò)多次修改，此次投票通過(guò)的修正案重要內(nèi)容如下（以下內(nèi)容根據(jù)最新版修正案和歐盟議會(huì)官網(wǎng)新聞?wù)?，最終內(nèi)容以官方修正案終稿為準(zhǔn)）：（1）2030年可再生能源占總能耗比例提升至45% 今年5月，歐盟委員會(huì)在官網(wǎng)公布了“REPower EU”能源計(jì)劃，提出2030年可再生能源占比達(dá)到45%的目標(biāo)，根據(jù)該目標(biāo)歐盟的風(fēng)能、太能能裝機(jī)目標(biāo)將顯著增加。但由于受到能源短缺的沖擊，各界對(duì)于歐盟能否在最終法案中確定45%的目標(biāo)疑慮重重，即便是最新提升可再生能源的法案中，仍維持原來(lái)40%的目標(biāo)。而此次投票，將2030年可再生能源目標(biāo)確定為45%，表明了歐洲各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的一致雄心！同時(shí)，修正案要求成員國(guó)跨境可再生能源發(fā)電項(xiàng)目翻倍（每個(gè)成員國(guó)增加至2個(gè)），以及對(duì)可再生能源技術(shù)創(chuàng)新提出了要求，在2025年至2035年期間，創(chuàng)新型可再生能源技術(shù)（如波浪或潮汐技術(shù)）要占新增可再生能源裝機(jī)至少5%的目標(biāo)。（2）重點(diǎn)加碼綠氫發(fā)展隨著減碳要求的加強(qiáng)，歐盟氫的使用量將快速增長(zhǎng)，為控制制氫產(chǎn)生的排放，歐盟對(duì)綠氫發(fā)展進(jìn)行嚴(yán)格要求。在目標(biāo)上，要求非生物基可再生能源制氫（新能源制氫）在終端用氫（含原料應(yīng)用）占比達(dá)到40%，而2035年更要求達(dá)到70%的比例。修正案提出了低碳?xì)涞母拍睿瓷a(chǎn)過(guò)程中溫室氣體減排量超過(guò)70%的氫能才能算作低碳?xì)洌?030年低碳?xì)洌êG氫）在氫能中的占比不低于50%。交通領(lǐng)域低碳?xì)涫褂帽壤蠓叮?028年占交通用能比達(dá)到2.6%，2030年需達(dá)到5%，原提案僅要求2030年達(dá)到2.6%。嚴(yán)格要求制造綠氫的電力來(lái)源于可再生能源：成員國(guó)必須確?？稍偕剂系碾娏υ趪?guó)家能源和氣候計(jì)劃中。為確保綠氫用電完全是可再生的，制氫設(shè)備可以通過(guò)直接連接可再生能源發(fā)電設(shè)備，但如果是購(gòu)買(mǎi)電力的方式，需要確保購(gòu)買(mǎi)的綠電滿足制氫需求并保證按時(shí)刻進(jìn)行電力平衡。（3）各部門(mén)降碳目標(biāo)提升 2030年建筑行業(yè)總用能中，可再生能源占比至少達(dá)到49%（維持原稿內(nèi)容）。加大交通領(lǐng)域使用綠電和綠色燃料的比例，在原提案基準(zhǔn)，即2030年交通部門(mén)中可再生能源占比超過(guò)14%的基礎(chǔ)上，溫室氣體排放強(qiáng)度再降低20%。為促進(jìn)交通減碳目標(biāo)的完成，除了要求低碳?xì)涫褂昧吭谠岚富A(chǔ)上翻番外，也加強(qiáng)高級(jí)生物燃料和生物制氣的應(yīng)用，要求生物質(zhì)占交通用能比例2022年達(dá)到0.4%，2025年達(dá)到1%，2030年達(dá)到5%，與原提案相比也實(shí)現(xiàn)翻番。為了確保生物質(zhì)液體和氣態(tài)燃料的來(lái)源，限制生物質(zhì)固體燃料使用范圍，只有在熱功率大于20MW以上（原提案為5MW），才鼓勵(lì)生物質(zhì)直接進(jìn)行電、熱、冷聯(lián)產(chǎn)。 ? 二? 中歐對(duì)比及啟示此次投票是歐盟氣候政策的重大勝利，某種程度也是中國(guó)新能源裝備企業(yè)的重要?jiǎng)倮?，因?yàn)闅W盟大部分光伏組件均需要從中國(guó)進(jìn)口。在輿論的質(zhì)疑以及歐盟各成員國(guó)、各利益相關(guān)方不斷角力的過(guò)程中，盡管有所搖擺，但歐盟應(yīng)對(duì)氣候變化和發(fā)展可再生能源的措施始終在加碼。在周三的另一次投票中，歐洲議會(huì)通過(guò)了修訂能源效率的法案，該法案中，歐盟的一次能源和終端能源消費(fèi)均提高了節(jié)能目標(biāo)：要求成員國(guó)應(yīng)共同確保到2030年，終端能源消耗至少減少40%，一次能源消耗減少42.5%（相對(duì)2007年值）。這分別相當(dāng)于終端能源消費(fèi)減少7.4億噸石油當(dāng)量，以及一次能源消費(fèi)減少9.6億噸石油當(dāng)量。毋庸置疑，歐盟應(yīng)對(duì)氣候變化的理念和經(jīng)驗(yàn)仍然值得我們借鑒，尤其在各項(xiàng)草案修正的過(guò)程中，歐盟應(yīng)對(duì)暴漏出來(lái)的問(wèn)題的切實(shí)舉措，值得我們深思：（1）從國(guó)情出發(fā)制定長(zhǎng)期、務(wù)實(shí)的能源轉(zhuǎn)型方案。對(duì)比歐盟與中國(guó)的可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀（圖1），歐洲可再生能源（含水能）占比達(dá)到19%，中國(guó)約13%。對(duì)比尤其明顯的是中國(guó)非水可再生能源占比僅為歐洲的50%。盡管如此，中國(guó)發(fā)展新能源仍取得了舉世矚目的成就，實(shí)際上我國(guó)青海、甘肅等省份新能源發(fā)電量占比已高于歐洲的水平。歐洲非水可再生能源滲透率較高得益于氣電、水電等靈活性電源占比高等有利條件，而我國(guó)以煤電為主的電源結(jié)構(gòu)顯然不利于新能源的調(diào)節(jié)與消納（圖2）。同時(shí)，歐盟充分的電力市場(chǎng)環(huán)境下，能引導(dǎo)用戶側(cè)參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，也提升了新能源的滲透率。歐洲（上）和中國(guó)（下）可再生能源占比歐洲（上）和中國(guó)（下）各種電源電量占比中國(guó)以煤為主的國(guó)情，注定了我們要走一條更加艱難的“先立后破”的道路。首先是形成適應(yīng)新能源大規(guī)模接入的電力系統(tǒng)環(huán)境，促進(jìn)各類(lèi)電源主體的協(xié)同發(fā)展，煤電、抽水蓄能、常規(guī)水電、氣電齊上陣，千方百計(jì)提高電源端的靈活性。其次是完善新能源的并網(wǎng)主體地位與責(zé)任，在地位方面支持分布式新能源、微電網(wǎng)在接網(wǎng)和交易的對(duì)等主體地位，形成集中與分散并舉的可再生能源開(kāi)發(fā)格局；在責(zé)任方面，各地陸續(xù)出臺(tái)的“兩個(gè)細(xì)則”對(duì)新能源功率預(yù)測(cè)與調(diào)節(jié)、電網(wǎng)安全支撐能力方面提出了更高的要求，高比例滲透率下如何實(shí)現(xiàn)新能源與電網(wǎng)的友好互動(dòng)亟須破題；三是激發(fā)電力市場(chǎng)活力，用價(jià)格信號(hào)調(diào)動(dòng)負(fù)荷側(cè)靈活性資源的廣泛參與。（2）從根源上體現(xiàn)可再生能源的環(huán)境價(jià)值。歐盟可再生能源良性發(fā)展的一個(gè)重要原因是，可再生能源相對(duì)化石能源具有一定的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，這得益于歐盟碳市場(chǎng)（EU-ETS）的貢獻(xiàn)。目前，歐盟碳市場(chǎng)中發(fā)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)完全有償配額，由于EU-ETS碳配額價(jià)格高昂，促使可再生能源的使用具有較好的競(jìng)爭(zhēng)力。與碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制（CBAM）相關(guān)聯(lián)，2032年前歐盟對(duì)各行業(yè)將逐步退出免費(fèi)配額，將促使各個(gè)行業(yè)更多使用綠電、綠氫等可再生能源。相配套的是，歐盟對(duì)于綠氫等二次能源的可再生特性追溯非常嚴(yán)格（已充分體現(xiàn)在法案中），要求制造綠氫的可再生能源電力在時(shí)間上進(jìn)行平衡。相對(duì)而言，我國(guó)碳市場(chǎng)建設(shè)仍處于非常初級(jí)階段，為提升可再生能源的競(jìng)爭(zhēng)力，在配額發(fā)放方式、總量控制方面應(yīng)逐步趨嚴(yán)，以促進(jìn)環(huán)境溢價(jià)的出現(xiàn)，以經(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)更多資源向新能源領(lǐng)域集中。隨著CBAM的推進(jìn)，國(guó)際接軌的必要性顯著增加，而CBAM需納入企業(yè)用電產(chǎn)生的間接排放，所以對(duì)于企業(yè)使用的綠電可追溯性要求加強(qiáng)。所以，企業(yè)在采購(gòu)綠電時(shí)也需要進(jìn)行時(shí)間上的發(fā)用電曲線匹配，雖然增加了綠電交易的難度，但客觀上有利于新能源的消納與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。