氫能發(fā)展難在哪兒
嘉賓
金 旭 中國石油勘探開發(fā)研究院新能源研究中心副主任
馬明燕 中國寰球工程有限公司北京分公司副總工程師、工藝部主任
薛克鑫 上海中油申能氫能科技有限公司副經(jīng)理
高 慧 中國石油集團經(jīng)濟技術研究院高級工程師
目前制約氫能發(fā)展的重要瓶頸問題是什么?
金旭:氫能快速發(fā)展需要國家層面的頂層設計和具體實施路徑的落實與推動,在氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)投入配套資金和研發(fā)力量,帶動氫能產(chǎn)業(yè)的上、中、下游協(xié)同發(fā)展。國家層面的政策扶持指引和全產(chǎn)業(yè)鏈投入,可加速氫能發(fā)展。除了人才和技術缺乏外,氫源和市場的區(qū)域錯配是實現(xiàn)效益突破亟須解決的難題。
馬明燕:氫能產(chǎn)業(yè)涉及多行業(yè)多領域,需要多方協(xié)同。從工程建設領域分析,居高不下的氫氣制備和氫氣儲運成本是制約氫能發(fā)展的最重要瓶頸。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈的關鍵和基礎環(huán)節(jié)是制氫。傳統(tǒng)的化石燃料制氫及工業(yè)副產(chǎn)氫氣的制備成本較低,工藝技術和裝備成熟,但制備的氫氣需要進一步提純和精制以滿足燃料電池需要,高純氫的制備技術還需進一步提升。綠氫的制備,即采用棄光、棄風發(fā)電,再通過電解水制備氫氣,具有廣闊前景,但目前成本高。
儲氫的方式主要有高壓儲氫、氫氣液化、有機液體儲氫、金屬儲氫等。儲氫成本居高不下,核心技術突破少,成為制約氫能發(fā)展的關鍵。車載高壓氫罐關鍵材料,如碳纖維復合材料氫氣瓶非常昂貴,國內(nèi)掌握該技術的供貨商很少。氫氣液化技術及裝備也主要掌握在國外公司手中,無論是核心技術還是重要裝備,都需要我們有所創(chuàng)新和突破。
薛克鑫:目前,制約氫能發(fā)展的瓶頸比較多。一是氫能屬于二次能源,氫氣要由電生產(chǎn),對此業(yè)界仍有不同聲音;二是加氫站網(wǎng)絡不完善,且處于起步階段的大部分站點是在企業(yè)內(nèi)部車輛自營小范圍推廣使用;三是氫燃料電池汽車少,成本高。以上海市為例,截至2020年12月31日,上海市僅有1900余輛氫燃料電池汽車,大部分消費者仍處于觀望階段;四是加氫站投入大,所需的場地面積大,設備價格高,人員要求高,導致加氫站投入成本高,而產(chǎn)出低,難以像加油站那樣實現(xiàn)盈利。
高慧:氫能利用有三個主要環(huán)節(jié):制取、儲運和終端消費。其中,制取和終端消費的大部分技術難關已經(jīng)基本打通,產(chǎn)業(yè)化最大的難點在于儲運。氫儲運高度依賴技術進步和基礎設施建設。這是世界各國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的普遍難點。
發(fā)展氫能急需攻克的技術難題是什么?
金旭:在上游制氫領域,急需開發(fā)更高效廉價的可再生能源電解水制氫工藝,彌補化石能源制氫排放溫室氣體的缺點。主要技術難題是可再生能源制氫轉化效率低、成本高,短期內(nèi)競爭優(yōu)勢不明顯,亟須攻克更廉價高效的催化劑材料和更優(yōu)化的系統(tǒng)管理技術,降低電解水過程中的能耗,推動電解水制氫成為主要的氫氣獲取方式。在氫氣儲運領域,急需攻克短距離的低壓高密度儲運氫技術和長距離的液氫和管道摻氫等技術。在下游用氫領域,除了交通領域外,亟須開發(fā)更多氫能高效率規(guī)模利用的應用場景。目前,車用燃料電池對氫氣純度要求高、需求量有限,需加大氫氣在分布式發(fā)電、化工品生產(chǎn)、冶金、建筑等領域的應用。
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