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【原创】顶级智库激辩氢能
绿氢| 液氢 文章来源自:高工氢电网
2020-09-18 10:00:12 阅读:3089
摘要权威专家与能源巨头高层几乎都倾向发展绿氢,因为这才是发展清洁能源的初衷与意义。

“我国能源依存度达到75%,已经远超能源安全红线,也限制了经济的发展。从长远来看,文明发展需要持续消耗能源,能持续多久需要思考。”宝武清洁能源有限公司氢能技术总监饶文涛在9月14日-16日举行的FCVC2020大会上说,以前减排于企业而言,是可选可不选,现在是一个必选项。而目前靠减排和有限的新能源,能不能解决危机问题还未知。

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饶文涛提出了发展清洁能源的重要性、紧迫性,同时他还指出碳能源向氢能源这一清洁能源转化是趋势,氢能源正在向不同的行业进行渗透,汽车行业走在前面,同时也开始向包括钢铁行业在内的其他行业渗透。  

值得注意的是,氢能作为清洁能源固然是好,但现阶段仍然面临很多问题。  

德国尤利希研究中心IEK-3技术经济系统分析研究所主任DetlefSTOLTEN在会上指出:“氢作为清洁能源的载体,它的存储系统还有很多问题需要解决,现在我们需要稳定整个存储系统,并且将整个供能以及发电系统做到稳定。”  

在存储方式上,目前有高压储氢、固态金属储氢、有机化合物储氢、液氢等多种储存方式,每一种存储方式各有优劣势,每一种存储装备技术都有待进步,尤其是液氢。同时业界对氢气来源有很多争议,在技术、成本等多种因素影响下,灰氢、蓝氢、绿氢该怎么抉择?  

绿氢的美好与困境  

高工氢电在本次FCVC2020会议上发现,权威专家与能源巨头高层几乎都倾向发展绿氢,因为这才是发展清洁能源的初衷与意义。当然也有意见指出,中国要根据实际情况先发展便宜的氢,等规模上量后再考虑逐步发展其他来源的氢。  

康明斯副总裁彭立新博士与中国电力科学研究院首席系统架构师周二专博士首先从可再生能源与绿氢相辅相成的角度来支持绿氢发展。  

可再生能源的多元化发展有利于维护能源安全,可逐步替代化石能源,从而根本实现节能减排,是我国能源转型战略的重要方向。  

但由于我国发电与负荷的地理分布不均匀,远距离外送技术存在一定制约,同时可再生能源发电具有随机性和季节性的特点。这些制约因素加大了调度运行难度,无法充分实现可再生能源价值,导致弃风弃水弃光严重,这是目前制约可再生能源发电的主要原因。目前我国可再生能源的发展挑战与机遇并存。  

而氢能既是能源,也是灵活的能源载体,正被应用于各个终端领域,包括交通运输,供电供热,化工冶金等。绿氢(水电解技术+可再生能源制氢)不仅丰富了可再生能源的外送和消纳途径,其快速功率调制特性可增加电网安全稳定性,氢的储能特性更能起到“削峰平谷”作用,打破了可再生能源的发展瓶颈。  

水电解制氢和储能是可再生能源发展的技术前景,而可再生能源的发展也将为绿氢赋能。  

在会上,中国科学院院士欧阳明高则强调了绿氢对于燃料电池产业发展的重要性:“中国10%的绿氢就能够满足2025年燃料电池对氢用量的需求,同时氢纯度也能够满足。而化工副产氢杂质很难去除干净,质量很不好控制,一旦污染燃料电池就得不偿失,现在有些加氢站都已经被污染,这个成本太高。”  

从长远来看,绿氢对于整个氢能与燃料电池产业链意义重大,可确保整个产业链的零污染。绿氢是氢燃料电池车发展的关键成功要素,提高绿氢比重是氢燃料电池车发展的未来趋势。  

不过,当前发展绿氢遇到技术难度大、成本高等诸多难题。所以作为现实主义者的中国工程院院士、中国矿业大学(北京)教授彭苏萍院士对于发展氢能提出了自己的看法。  

“学术界对于灰氢、蓝氢、绿氢讨论很多,我们工程院的观点是首先要做便宜的氢,要形成规模,不形成规模,不把价格降下来,都只是空谈。”彭苏萍说,从技术成熟度和成本两方面考虑,可再生能源制氢成本十分高,生物制氢则不但成本高,而且环境污染一点也不比煤制氢小。如果碳捕捉技术普及,其实煤制氢、化工副产氢可能是中国发展氢能的一个依靠。  

液氢将发挥巨大作用?  

目前业界考虑到氢气的存储问题,大多基于车载储氢来考虑。在FCVC2020会议上,专家们与能源巨头高层指出,车载储氢长期将以高压储氢为主,但氢气作为潜在巨量能源,高压储氢将满足不了巨大的储存运输需求,液氢技术必须提上发展日程。  

同济大学燃料电池复合电源研究所所长张存满指出,车载储氢需要满足简单可靠、储氢密度高、体积小、重量轻、安全性高、成本低等条件。对几种储氢方式进行排序,从成熟度来看,优先是高压储氢。他判断,未来五年之内看不到其他车载储氢技术取代高压储氢。  

张存满对于车载储氢的判断有他的理由。但车用氢气占整个氢能比重并不高,预计仅有15%左右。如果从整个氢能发展角度考虑,储氢方式就必须革新。  

“在能源安全与环境保护双轮驱动下,到2050年氢能总量要达到能源使用的近20%,发展前景非常好。过去我们真正使用的新能源体量并不大,现在谈的都是很小的量,即使车用也不是太多。”中国科学院理化技术研究所研究员李青说,我们现在对储氢已经做了很多研究,但远没有达到未来氢能系统所需要的体量,所面临的问题可能还没有暴露的太充分。  

李青指出,各种不同的车载储氢方式各有特点,其实需要从全生命周期考虑,综合考虑到底该用哪一种。作为能源体系考虑,液氢技术将在未来的能源基础设施体系里发挥很大作用。  

目前世界上近五百座加氢站,有三分之一是液氢加氢站,为什么?液氢的实用性在规模水平上已经体现的比较清楚。同时液氢纯度非常高,比一般氢气高一到两个数量级,不会损害燃料电池性能。液氢看似成本高,但如果应用端因为氢气纯度出现问题,成本同样也会很高。  

与李青持有相似观点,国能集团低碳院北美研究中心氢能总监JimmyLI在会上说:“我们要分析整个供应链来选择最佳的选择方案,液氢已经使用超过七十多年,首先是工业领域然后商业领域,液氢的经济性包括运输性,相比气态的更胜一筹。”  

“我们低成本主要基于四个支柱技术,从商业认证的浅试泵,还有隔离阀门,可以让我们对泵进行独立维护,而不是把整个储氢槽进行排空,同时有新的分配循环和解决方案,还有地下储氢罐,大大降低占地成本。”JimmyLI透露。  

然而,目前中国没有液氢站,到现在也没有独立的一条液氢自主技术路线。“液氢需要各个层级的技术完整,近年来国内在液氢的核心技术上,包括氢液化、储存、运输等有了一些较大的突破,但相对氢能其他技术来说,国内在液氢技术上投入和产出的成果相对少的多,希望能引起足够的重视,推动我国氢能建设健康发展。”李青建议。


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