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氢能商业化路在何方?

来源:中国石油报 | 编辑:黄祺茗 薛晶文 楚海虹 | 2021年3月23日() | 打印内容 打印内容

氢能发展难在哪儿

嘉宾

金 旭 中国石油勘探开发研究院新能源研究中心副主任

马明燕 中国寰球工程有限企业北京分企业副总工程师、工艺部主任

薛克鑫 上海中油申能氢能科技有限企业副经理

高 慧 中国石油集团经济技术研究院高级工程师

目前制约氢能发展的重要瓶颈问题是什么?

金旭:氢能快速发展需要国家层面的顶层设计和具体实施路径的落实与推动,在氢能全产业链的各个环节投入配套资金和研发力量,带动氢能产业的上、中、下游协同发展。国家层面的政策扶持指引和全产业链投入,可加速氢能发展。除了人才和技术缺乏外,氢源和市场的区域错配是实现效益突破亟须解决的难题。

马明燕:氢能产业涉及多行业多领域,需要多方协同。从工程建设领域分析,居高不下的氢气制备和氢气储运成本是制约氢能发展的最重要瓶颈。

氢能产业链的关键和基础环节是制氢。传统的化石燃料制氢及工业副产氢气的制备成本较低,工艺技术和装备成熟,但制备的氢气需要进一步提纯和精制以满足燃料电池需要,高纯氢的制备技术还需进一步提升。绿氢的制备,即采用弃光、弃风发电,再通过电解水制备氢气,具有广阔前景,但目前成本高。

储氢的方式主要有高压储氢、氢气液化、有机液体储氢、金属储氢等。储氢成本居高不下,核心技术突破少,成为制约氢能发展的关键。车载高压氢罐关键材料,如碳纤维复合材料氢气瓶非常昂贵,国内掌握该技术的供货商很少。氢气液化技术及装备也主要掌握在国外企业手中,无论是核心技术还是重要装备,都需要大家有所创新和突破。

薛克鑫:目前,制约氢能发展的瓶颈比较多。一是氢能属于二次能源,氢气要由电生产,对此业界仍有不同声音;二是加氢站网络不完善,且处于起步阶段的大部分站点是在企业内部车辆自营小范围推广使用;三是氢燃料电池汽车少,成本高。以上海市为例,截至2020年12月31日,上海市仅有1900余辆氢燃料电池汽车,大部分消费者仍处于观望阶段;四是加氢站投入大,所需的场地面积大,设备价格高,人员要求高,导致加氢站投入成本高,而产出低,难以像加油站那样实现盈利。

高慧:氢能利用有三个主要环节:制取、储运和终端消费。其中,制取和终端消费的大部分技术难关已经基本打通,产业化最大的难点在于储运。氢储运高度依赖技术进步和基础设施建设。这是世界各国氢能产业发展的普遍难点。

发展氢能急需攻克的技术难题是什么?

金旭:在上游制氢领域,急需开发更高效低价的可再生能源电解水制氢工艺,弥补化石能源制氢排放温室气体的缺点。主要技术难题是可再生能源制氢转化效率低、成本高,短期内竞争优势不明显,亟须攻克更低价高效的催化剂材料和更优化的系统管理技术,降低电解水过程中的能耗,推动电解水制氢成为主要的氢气获取方式。在氢气储运领域,急需攻克短距离的低压高密度储运氢技术和长距离的液氢和管道掺氢等技术。在下游用氢领域,除了交通领域外,亟须开发更多氢能高效率规模利用的应用场景。目前,车用燃料电池对氢气纯度要求高、需求量有限,需加大氢气在分布式发电、化工品生产、冶金、建筑等领域的应用。

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