工业制氢(工业制氢气的主要方法)

工业制氢(工业制氢气的主要方法)

在全球能源行业大变革的背景下,被视作人类“终极能源”的氢能备受青睐。此前,清华大学教授、国际氢能协会(IAHE)副主席毛宗强曾表示,氢能可以在多种方面利用,比如制成新的燃料。并且,不管氢能如何利用,最后都会变成水,在生命周期里不会留下任何污染,是一种清洁的能源。

新能源汽车的迅猛发展,使氢能成为电能之外,另外一种重要的动力能源。相关专家认为,氢能早已过了“概念性”的阶段,预计在未来的三到五年时间内,氢能产业会进入一个爆发期。

那么,人们不仅会问了,氢气的气源来自哪里?氢气是如何生产和制取的?以及氢气被制作出来之后又是如何运输、储存和应用的?

氢是一种来源广泛且无污染的能源载体,它可以由电力和水转化而来,也可以由化石能源转化或者裂解而来,且使用方式多元,可以用于燃料电池技术发电,使用过程中不产生污染物,比电力更易储存。

制氢技术逐渐成熟

2017年12月6日,在第二届氢能与燃料电池产业发展国际交流会暨第一届中国(佛山)国际氢能与燃料电池技术及产品推介会上,《新能源汽车报》记者采访到北京中电丰业技术开发有限公司董事长王德军,其对氢能源产业的情况做了一系列的介绍。

王德军告诉《新能源汽车报》记者,氢能源产业分为氢气的生产、储运和应用三个方面。其中,从整个产业链来看,氢气的生产是最成熟的技术。

王德军介绍,氢气的生产有很多方式,目前,工业副产氢是主要的氢源,水电解制氢只占了个位数的比例。但是,就人类追求清洁可持续的终极新能源目标而言,作为深绿的风、光等可再生能源和电解制氢储能是最理想的氢能利用方式。

水电解制氢有碱液和纯水两种成熟的方式,目前,国内已有包括中电丰业在内的几家公司掌握了相关技术,但是,还需要更高的标准和更经济的目标。同时,王德军表示,碱液制氢和纯水制氢本身没有优劣,适合不同的工况,并没有哪一种技术可以“包打天下”。

据了解,中电丰业除了氢气生产、储运、加氢设备和方案的提供商之外,还和欧洲议会智库HINICIO一起为国内氢能经济提供战略咨询服务,把欧美成熟的氢能布局规划、技术评估、人才推荐等带到国内来,为氢能城镇决策者、氢能投资方、氢能运营方提供科学、理性、准确的咨询服务。

此外、氢气的储运也有比较成熟的标准和技术。对此,王德军表示,氢气的储存有气态、液态和固体三种方式。目前,国内高压气态储存是最成熟的方式,液态储存在美国应用最广,固体储存相对来说更安全。最前沿的技术是有机液态储氢(LOHC),如果研发成功将改变整个业态。

氢气的输送最常见的方式是槽车,也称为长管车或者鱼雷车。随着氢能源市场和应用的扩大,业界也更加期待氢气管线的成熟和普及。

因此,全球范围内加氢站的氢源有相当的比例是采用现场水电解制氢,能够保证示范项目的长久运行,尤其是我国高昂的物流费用也是加氢站要考虑的因素。

据记者了解,目前,氢能源的应用受到市场的大力追捧,很多的技术公司、投资公司包括基金会等都在关注氢能源的应用和推广。

随着新能源汽车发展,氢气作为一种高环保、无污染的氢能源,已为新能源汽车输入新的动力。并且,在本次推介会上,佛山高明现代有轨电车示范线作为全国首条以氢能源为动力的有轨电车示范线,建成后,将对氢能源有轨电车在国内的示范推广起到积极的促进作用。

同时,中国工程院院士衣宝廉表示:“在应用方面,除航天、消费电子,最主要的标志性应用就是氢燃料电池汽车,而且,因行驶里程长、加氢速度快以及驾乘舒适性、操控习惯和燃油车完全一样,在未来新能源汽车产业竞争中具有很大的优势。”

氢能市场大有作为

中国汽车工程学会理事长付于武认为,到2030年,我国氢能汽车产业产值可望突破万亿大关。

作为人类的终极能源,在未来,氢能可以实现可再生能源制氢。王德军介绍,如果条件和技术成熟,能够直接利用光伏或风力发电,是最为理想的一个做法。

由于目前主要还是利用水电解制氢,因此,氢气的价格和电的价格有很大的联系,据了解,未来影响氢原料的价格主要受制于电力的稳定性。氢气要想在市场上有竞争力,需要控制电的价格。

王德军认为,把电的价格控制在一毛五是最为理想的价格,并且随着政府补贴政策的出台和鼓励,将会大力推动氢能源产业的发展。

同时,氢能产业也将带来大量的市场价值,据全球知名咨询公司麦肯锡发布的研究报告,到2050年,氢能将创造3000万就业岗位,减少60亿吨的二氧化碳排放,创造超过2.5万亿美元的市场价值。氢能汽车将占到全球的车辆的20%到25%,并承担18%以上的能源需求,主导脱碳社会。

近年来,为鼓励氢能产业发展,我国政府连续出台各项产业政策。2016年发布的《“十三五”国家科技创新规划》明确指出要发展氢能燃料电池技术;氢能标准委员会发布了《中国氢能基础设施》蓝皮书,对我国氢能的分布、生产量等进行了较为全面的统计;2017年12月,首个国家级氢能团体标准在南海发布,标准的出台对推动国内燃料电池技术在相关领域的研发和应用能够起到引导作用。

氢能作为一种新的能源,大众对其还处于初期的认知阶段,存在着无序竞争、加氢站发展缓慢、成本高、缺乏核心技术等问题,都制约着氢能产业的发展。

因此,毛宗强表示,我国应统筹氢能产业发展,做好氢能基础设施的规划和建设,加强与相关国家、地区、企业的合作,推动实现氢能的全球化进程。

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