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为什么先发展蓄电池,后发展氢燃料电池?

发布日期: 2021-08-20
浏览人气: 260

随着时代的发展和变迁,世界终于迎来了新的能源变革。目前世界上的主要国家,均在大力推动自己的能源改革,然而近期为火热的,莫过于氢能。

8月17号英国宣布全面氢战略!将借鉴海上风电的发展模式,近日印度总理莫迪在独立日宣布国家氢能计划,同时欧洲,美国,俄罗斯,日韩等国均大力推进、扶持本国氢能产业,我们国家更是如火如荼的加入氢能大战。

然而氢能燃料电池在各方性能,对比传统蓄电池,均有明显的优势。既然如此,那为什么大多数国家都先推进蓄电池的发展,以至于目前的新能源汽车,采用的绝大部分都是采用传统的锂离子系蓄电池呢?

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氢能燃料电池车

 

其主要原因在于,制氢成本以及制氢过程的能源转化问题,一直难有突破。虽然目前的氢气制取工艺多样、成熟,但是成本、效率与可持续性的属性不尽相同。

 

主要的制氢方法

根据一览众咨询报告,制氢方法根据氢气原料的不同,可分为可再生制氢和非再生制氢,可再生制氢的原料是水或可再生物质,非再生制氢的原料是化石燃料。具体来讲,主要分为五种技术路线:工业尾气制氢、化工原料制氢、石化原料制氢、电解水制氢和新型制氢方法等。

 

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制氢方法

目前在各个国家,上述方法均有使用,只是在制取占比不同。从全球范围来看,当前主要的制氢方法主要采用的是石化资源制氢,其次是化工原料制氢。

根据大部分报告来看,制氢原料来源多的是,石化资源制氢---天然气(比重48%)和煤炭(比重18%),其次是化工原料制氢---醇类,比重为30%,后为电解水制氢。

 

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氢制取占比

当前的制氢方式主要集中在,石化资源制氢和化工原料制氢。根本原因在于这两种方式的成本更低,制取出来的氢有更好的利润空间。

 

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主要制氢方法成本对比((美元/千克)

由此可见,目前的制氢主要是先用不环保的,不可在生的石化资源制氢和化工原料制氢,而为环保的电解水制氢,受制于成本,并未有大规模应用。

 

电解水制氢

水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。

其制作原理是在一些电解质水溶液中通入直流电时,分解出的物质与原来的电解质完全没有关系,被分解的是作为溶剂的水,原来的电解质仍然留在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。

在电解水时,由于纯水的电离度很小,导电能力低,属于典型的弱电解质,所以需要加入前述电解质,以增加溶液的导电能力,使水能够顺利地电解成为氢气和氧气。

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电解水制氢之所以说,是为环保的方式,是因为他在制取过程中使用的能源,可以采用自然能源。目前主流的方式是光-电解水制氢。光-电分解水制氢分为两个步骤: a.太阳能发电,b.再用所发的电来电解水。由此形成可再生能源循环,是真正意义上清洁能源。而石化资源和化工原料,所制取的氢,未能摆脱制取过程中的污染和不可在生资源的消耗,这样制取的氢,某种意义上讲,完全是自欺欺人的清洁能源。

所以从这里大家也就知道,与其大费功夫的,用不可在生资源制取氢,加入燃料电池发电驱动汽车,到不如直接把电充进技术成熟的蓄电池,来的效率高,能量损耗小。

 

氢能是时代发展趋势

氢能不仅可以应用于燃料电池,还有氢能发动机,可以更为高效的应用在很多领域。其优点如下。

一、来源广泛

既可以借助传统化石能源如煤炭、石油、天然气等低碳化技术制取,也可以通过风、光、水等可再生能源制取,是实现化石能源清洁化利用和清洁能源规模化发展的利器。

二、燃烧热值高

氢燃烧的热值高居各种燃料,为液化石油气的2.5 倍,为汽油的3倍。

三、清洁无污染

可循环利用,氢气无色、无味、无毒,燃烧生成水,水电解又可以生成氢,是一种可循环使用的清洁能源。

四、利用形式多

既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池直接产生电能,为燃料电池车、分布式发电设施提供动力,或转换成固态氢用作结构材料。

五、可储能

实现持续供应、远距离输送、快速补充。多种能源都可以转化为氢气,以压缩气态储氢、液化储氢、金属氢化物储氢、碳质吸附储氢的方式储存起来,实现大规模稳定存储能源,缓解弃风弃光弃水等问题。

 

中国氢能发展现状

我国目前大力扶持氢能行业,在十四五中规划推进氢能产业发展。近年来,我国在氢能源的砖利显著提升,据相关统计以前我国砖利申请数量不过百,2015年开始,国内氢能源利申请数量迅速攀升。到2020年,我国氢能源技术利申请数量为269件。

为推进氢能技术发展及产业化,2018-2020年,国家重点研发计划启动实施“可再生能源与氢能技术"重点专项。其中科技部通过“可再生能源与氢能技术"重点专项部署了27个氢能研发项目,研发经费投入约5亿元。且各地均以出台相关扶持政策,8月16日,北京市发布氢能产业发展实施方案。此前,湖南、海南等地发布相关规划,多家上市公司依托自身技术优势,提前布局制氢、储氢、用氢等氢能源产业链关键环节。

据悉,《证券日报》记者梳理了巨潮资讯公告,据不完全统计,今年以来,国内A股上市公司已发布关于布局氢能源的公告多达1.71万条,致远新能、嘉化能源、滨化股份等183家上市公司宣布将布局氢能源产业细分赛道,发掘氢能源绿色商机。随着地方利好政策纷纷落地,各路产业资本加快跑马圈地。

更有相关报道说,由于扶持政策出台,一时间多地冒产业相关公司多达2000家,这些公司质量良莠不齐,给很多氢能及燃料电池厂商带来了困扰。

在此我向各位引荐江苏氢港新能源科技有限公司(原上海政飞科技),该公司已经成立8年,在行业内有深厚的积淀,拥有自己的研发团队,有燃料电池三通阀,大功率直流电源和电子负载等自研设备量产,以及新研发的电压巡检仪等待量产设备。另外,该公司拥有独树一帜资源整合能力,建立了氢能一站式采集平台----购氢鑫网站,可以为氢能和燃料电池行业的企业,提供该产业链上游到下游的生产、试验,调试的大部分设备和解决方案。为企业解决难题,为中国氢能发展助力!

 

备注:以上部分数据来源东方财富网。

 


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