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下載手機(jī)APP “氫能提出了100多年，為什么不能作為燃料大規(guī)劃運(yùn)用?”8月9日，加拿大皇家科學(xué)院、加拿大工程院、加拿大工程研究院院士、國(guó)鴻首席科學(xué)家張久俊在2022鄂爾多斯零碳工業(yè)峰會(huì)上演講時(shí)稱，這是由于氫氣因燃點(diǎn)規(guī)模寬，在室溫壓力下不能變成液體，對(duì)氫制備、貯存、運(yùn)輸技能構(gòu)成應(yīng)戰(zhàn)，所以價(jià)格相對(duì)較高。
現(xiàn)在，全球加氫站大約有400座，日本有100座，我國(guó)約兩三百座。全球加氫站估計(jì)到2032年到達(dá)5000座，尚不能到達(dá)徹底規(guī)劃化。
“樹立一個(gè)加氫站大約需求1000萬(wàn)-2000萬(wàn)元，只能加200-300公斤的氫氣。”張久俊說(shuō)，燃料電池用的氫純度很高，氫純度需求到達(dá)99.999%。
“氫燃料的價(jià)格大約是每公斤60元，”張久俊說(shuō)，它要降到35元，才干和汽油相媲美。現(xiàn)在，燃料電池率先在重卡上運(yùn)用，便是由于重卡對(duì)氫氣的依賴度比較小。
戰(zhàn)略和使用
氫能開展戰(zhàn)略是“碳中和”戰(zhàn)略中的重要組成部分。
本年3月23日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《氫能工業(yè)開展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》。規(guī)劃明確了氫的動(dòng)力屬性，是未來(lái)國(guó)家動(dòng)力系統(tǒng)的組成部分。
張九俊以為，根據(jù)規(guī)劃，氫能開展戰(zhàn)略大致能夠分為四個(gè)階段方針：第一階段方針是，可再生動(dòng)力制氫量到達(dá)10萬(wàn)-20萬(wàn)噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分，完成二氧化碳減排100萬(wàn)-200萬(wàn)噸/年;第二階段是到2025年基本掌握核心技能和制作工藝，燃料電池車輛保有量約5萬(wàn)輛，部署建設(shè)一批加氫站;第三階段是到2030年，構(gòu)成較為完好的氫能工業(yè)技能創(chuàng)新系統(tǒng);2035年構(gòu)成氫能多元使用生態(tài)，可再生動(dòng)力在終端消耗中的份額明顯提高。
氫動(dòng)力清潔無(wú)污染，來(lái)歷廣闊，太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生動(dòng)力發(fā)電之后，電解水能夠制氫。此外，焚燒中的氫氣的能量密度是最高的。
張久俊說(shuō)，氫氣的能量密度大約是140.4兆焦耳/公斤，比汽油高三倍。高能量密度正是氫氣完成新動(dòng)力技能工業(yè)化的重要根底，也是氫燃料電池估計(jì)完成后來(lái)者居上的根底。
氫能使用包含制氫、儲(chǔ)氫、用氫三個(gè)主要環(huán)節(jié)。在使用端，氫能主要使用在化工燃料、燃料電池和微電網(wǎng)三個(gè)場(chǎng)景上。
“現(xiàn)在，氫氣有60%用于合成氨化肥上，38%用于煉油和煤的深度加工，只要十分小的一部分用于燃料電池。”張久俊說(shuō)，未來(lái)，氫燃料電池轎車將成為最大的一個(gè)使用場(chǎng)景。
估計(jì)到2030年，全球的氫燃料電池乘用車將到達(dá)1000萬(wàn)-1500萬(wàn)輛。張久俊覺(jué)得這個(gè)估計(jì)還有點(diǎn)保守，以我國(guó)的氫能開展趨勢(shì)，到2030年會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這個(gè)數(shù)字。
制氫和轉(zhuǎn)化
現(xiàn)在，制氫主要來(lái)自焚燒化石燃料，主要是焚燒天然氣制氫。
“只要4%來(lái)自電解水制氫，價(jià)格昂貴，是化石動(dòng)力制氫的兩倍多。”從事水制氫研究的張久俊說(shuō)，“化石燃料制氫現(xiàn)在還能夠用，未來(lái)我相信不會(huì)用這個(gè)方法，由于國(guó)家現(xiàn)已明確規(guī)定不能用化石燃料來(lái)制氫。”
根據(jù)我國(guó)氫能開展規(guī)劃，到2030年氫產(chǎn)值每年達(dá)500萬(wàn)噸，到2060年每年到達(dá)1億噸，電解水制氫占比到達(dá)80%。
“現(xiàn)在電解水制氫在學(xué)術(shù)界是熱點(diǎn)。”張久俊說(shuō)，催化劑的開展有很多高水平的論文。
未來(lái)，中長(zhǎng)期制氫還將加入太陽(yáng)能制氫。“使用太陽(yáng)能聚集到某一個(gè)點(diǎn)上，到達(dá)2500度的時(shí)分加上催化劑，水在上面一潑，就能夠發(fā)生氫氣。”張久俊稱。
制氫之后，在動(dòng)力行業(yè)，如何將氫轉(zhuǎn)化成動(dòng)能和電能?
張久俊以為主要有兩種方法，一個(gè)是氫內(nèi)燃機(jī)方法，也即類比傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)燃?xì)鉄?，能夠用?nèi)燃機(jī)燒氫氣。
“這種方法有它的問(wèn)題，焚燒會(huì)發(fā)生一氧化氮。”張九俊說(shuō)，受卡諾循環(huán)(Carnotcycle)的約束，這種方法的能量轉(zhuǎn)化功率只到達(dá)30%-40%，對(duì)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)也會(huì)構(gòu)成損壞。
另一個(gè)轉(zhuǎn)化方法，便是氫燃料電池發(fā)生電能來(lái)驅(qū)動(dòng)轎車。
張九俊以為氫燃料電池驅(qū)動(dòng)轎車的能量功率高，轉(zhuǎn)化功率能達(dá)60%-80%，污染小、噪聲低，設(shè)備可大可小，使用靈敏。
貯存和安全
氫氣現(xiàn)在貯存有三種方法，一種是高壓氣體貯存，一種是液態(tài)貯存，一種是固態(tài)貯存。
現(xiàn)在用的最多的最老練的技能，是高壓儲(chǔ)氣罐加氫。
日本的氫燃料電池轎車一般會(huì)運(yùn)用三層結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氣罐，三層分別是內(nèi)膽，加上一層不銹鋼或許合金鋁，外面是碳纖維環(huán)繞。
“這種儲(chǔ)氣罐能夠盛700個(gè)大氣壓的氫氣，大約是5公斤氫氣。”張九俊剖析道，這種規(guī)劃的儲(chǔ)氫罐能夠維持500-700公里的續(xù)航里程。
加氫站是把液態(tài)氫氣或許高壓氫氣經(jīng)過(guò)變溫變壓，給轎車充氫氣。
“轎車加氫只需求3-5分鐘，十分快，這就比鋰電池電動(dòng)車有很大的優(yōu)勢(shì)。”張久俊說(shuō)。而加氫站的遍及，則成為燃料電池開展的一個(gè)妨礙。由于它太貴了。
“樹立一個(gè)加氫站大約需求1000萬(wàn)-2000萬(wàn)元，只能加200-300公斤的氫氣。”張久俊說(shuō)，燃料電池用的氫純度很高，氫純度需求到達(dá)99.999%。
“氫燃料的價(jià)格大約是每公斤60元。”張久俊說(shuō)，它要降到35元，才干和汽油相媲美。
為了推行加氫站建設(shè)，地方政府紛繁豪擲補(bǔ)助。重慶市給予加氫站每站最高300萬(wàn)元的運(yùn)營(yíng)補(bǔ)助，溫州市和寧波市均給予500萬(wàn)元，濮陽(yáng)市給予1000萬(wàn)元，武漢市則給出了2000萬(wàn)元的頂格補(bǔ)助，幾乎等于政府掏腰包建加氫站。
而在氫燃料電池的安全問(wèn)題上，張久俊以為人們普遍存在誤解。
氫氣的燃點(diǎn)規(guī)模寬，在17—70攝氏度規(guī)模內(nèi)，碰著火星就爆破，這是使用氫氣的主要安全應(yīng)戰(zhàn)。
“可是氫氣即便爆破，也是縮小體積的爆破，大約是石油爆破的1/22。而且氫氣的密度很低，一旦爆破會(huì)在空中快速散開，焚燒速度十分快。它比爆破的汽油要安全。”張久俊解釋道。轎車商業(yè)談?wù)撟髡撸褐苤?/span>
標(biāo)簽：
氫燃料
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現(xiàn)在，全球加氫站大約有400座，日本有100座，我國(guó)約兩三百座。全球加氫站估計(jì)到2032年到達(dá)5000座，尚不能到達(dá)徹底規(guī)劃化。
“樹立一個(gè)加氫站大約需求1000萬(wàn)-2000萬(wàn)元，只能加200-300公斤的氫氣。”張久俊說(shuō)，燃料電池用的氫純度很高，氫純度需求到達(dá)99.999%。
“氫燃料的價(jià)格大約是每公斤60元，”張久俊說(shuō)，它要降到35元，才干和汽油相媲美。現(xiàn)在，燃料電池率先在重卡上運(yùn)用，便是由于重卡對(duì)氫氣的依賴度比較小。
戰(zhàn)略和使用
氫能開展戰(zhàn)略是“碳中和”戰(zhàn)略中的重要組成部分。
本年3月23日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《氫能工業(yè)開展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》。規(guī)劃明確了氫的動(dòng)力屬性，是未來(lái)國(guó)家動(dòng)力系統(tǒng)的組成部分。
張九俊以為，根據(jù)規(guī)劃，氫能開展戰(zhàn)略大致能夠分為四個(gè)階段方針：第一階段方針是，可再生動(dòng)力制氫量到達(dá)10萬(wàn)-20萬(wàn)噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分，完成二氧化碳減排100萬(wàn)-200萬(wàn)噸/年;第二階段是到2025年基本掌握核心技能和制作工藝，燃料電池車輛保有量約5萬(wàn)輛，部署建設(shè)一批加氫站;第三階段是到2030年，構(gòu)成較為完好的氫能工業(yè)技能創(chuàng)新系統(tǒng);2035年構(gòu)成氫能多元使用生態(tài)，可再生動(dòng)力在終端消耗中的份額明顯提高。
氫動(dòng)力清潔無(wú)污染，來(lái)歷廣闊，太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生動(dòng)力發(fā)電之后，電解水能夠制氫。此外，焚燒中的氫氣的能量密度是最高的。
張久俊說(shuō)，氫氣的能量密度大約是140.4兆焦耳/公斤，比汽油高三倍。高能量密度正是氫氣完成新動(dòng)力技能工業(yè)化的重要根底，也是氫燃料電池估計(jì)完成后來(lái)者居上的根底。
氫能使用包含制氫、儲(chǔ)氫、用氫三個(gè)主要環(huán)節(jié)。在使用端，氫能主要使用在化工燃料、燃料電池和微電網(wǎng)三個(gè)場(chǎng)景上。
“現(xiàn)在，氫氣有60%用于合成氨化肥上，38%用于煉油和煤的深度加工，只要十分小的一部分用于燃料電池。”張久俊說(shuō)，未來(lái)，氫燃料電池轎車將成為最大的一個(gè)使用場(chǎng)景。
估計(jì)到2030年，全球的氫燃料電池乘用車將到達(dá)1000萬(wàn)-1500萬(wàn)輛。張久俊覺(jué)得這個(gè)估計(jì)還有點(diǎn)保守，以我國(guó)的氫能開展趨勢(shì)，到2030年會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這個(gè)數(shù)字。
制氫和轉(zhuǎn)化
現(xiàn)在，制氫主要來(lái)自焚燒化石燃料，主要是焚燒天然氣制氫。
“只要4%來(lái)自電解水制氫，價(jià)格昂貴，是化石動(dòng)力制氫的兩倍多。”從事水制氫研究的張久俊說(shuō)，“化石燃料制氫現(xiàn)在還能夠用，未來(lái)我相信不會(huì)用這個(gè)方法，由于國(guó)家現(xiàn)已明確規(guī)定不能用化石燃料來(lái)制氫。”
根據(jù)我國(guó)氫能開展規(guī)劃，到2030年氫產(chǎn)值每年達(dá)500萬(wàn)噸，到2060年每年到達(dá)1億噸，電解水制氫占比到達(dá)80%。
“現(xiàn)在電解水制氫在學(xué)術(shù)界是熱點(diǎn)。”張久俊說(shuō)，催化劑的開展有很多高水平的論文。
未來(lái)，中長(zhǎng)期制氫還將加入太陽(yáng)能制氫。“使用太陽(yáng)能聚集到某一個(gè)點(diǎn)上，到達(dá)2500度的時(shí)分加上催化劑，水在上面一潑，就能夠發(fā)生氫氣。”張久俊稱。
制氫之后，在動(dòng)力行業(yè)，如何將氫轉(zhuǎn)化成動(dòng)能和電能?
張久俊以為主要有兩種方法，一個(gè)是氫內(nèi)燃機(jī)方法，也即類比傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)燃?xì)鉄?，能夠用?nèi)燃機(jī)燒氫氣。
“這種方法有它的問(wèn)題，焚燒會(huì)發(fā)生一氧化氮。”張九俊說(shuō)，受卡諾循環(huán)(Carnotcycle)的約束，這種方法的能量轉(zhuǎn)化功率只到達(dá)30%-40%，對(duì)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)也會(huì)構(gòu)成損壞。
另一個(gè)轉(zhuǎn)化方法，便是氫燃料電池發(fā)生電能來(lái)驅(qū)動(dòng)轎車。
張九俊以為氫燃料電池驅(qū)動(dòng)轎車的能量功率高，轉(zhuǎn)化功率能達(dá)60%-80%，污染小、噪聲低，設(shè)備可大可小，使用靈敏。
貯存和安全
氫氣現(xiàn)在貯存有三種方法，一種是高壓氣體貯存，一種是液態(tài)貯存，一種是固態(tài)貯存。
現(xiàn)在用的最多的最老練的技能，是高壓儲(chǔ)氣罐加氫。
日本的氫燃料電池轎車一般會(huì)運(yùn)用三層結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氣罐，三層分別是內(nèi)膽，加上一層不銹鋼或許合金鋁，外面是碳纖維環(huán)繞。
“這種儲(chǔ)氣罐能夠盛700個(gè)大氣壓的氫氣，大約是5公斤氫氣。”張九俊剖析道，這種規(guī)劃的儲(chǔ)氫罐能夠維持500-700公里的續(xù)航里程。
加氫站是把液態(tài)氫氣或許高壓氫氣經(jīng)過(guò)變溫變壓，給轎車充氫氣。
“轎車加氫只需求3-5分鐘，十分快，這就比鋰電池電動(dòng)車有很大的優(yōu)勢(shì)。”張久俊說(shuō)。而加氫站的遍及，則成為燃料電池開展的一個(gè)妨礙。由于它太貴了。
“樹立一個(gè)加氫站大約需求1000萬(wàn)-2000萬(wàn)元，只能加200-300公斤的氫氣。”張久俊說(shuō)，燃料電池用的氫純度很高，氫純度需求到達(dá)99.999%。
“氫燃料的價(jià)格大約是每公斤60元。”張久俊說(shuō)，它要降到35元，才干和汽油相媲美。
為了推行加氫站建設(shè)，地方政府紛繁豪擲補(bǔ)助。重慶市給予加氫站每站最高300萬(wàn)元的運(yùn)營(yíng)補(bǔ)助，溫州市和寧波市均給予500萬(wàn)元，濮陽(yáng)市給予1000萬(wàn)元，武漢市則給出了2000萬(wàn)元的頂格補(bǔ)助，幾乎等于政府掏腰包建加氫站。
而在氫燃料電池的安全問(wèn)題上，張久俊以為人們普遍存在誤解。
氫氣的燃點(diǎn)規(guī)模寬，在17—70攝氏度規(guī)模內(nèi)，碰著火星就爆破，這是使用氫氣的主要安全應(yīng)戰(zhàn)。
“可是氫氣即便爆破，也是縮小體積的爆破，大約是石油爆破的1/22。而且氫氣的密度很低，一旦爆破會(huì)在空中快速散開，焚燒速度十分快。它比爆破的汽油要安全。”張久俊解釋道。轎車商業(yè)談?wù)撟髡撸褐苤?/span>
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