氫能源應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

一、最近的項(xiàng)目
截至2021年7月末，2021年氫燃料汽車公開招標(biāo)項(xiàng)目共有15個(gè)，包括10個(gè)省市和地區(qū)。投標(biāo)的氫能電池汽車數(shù)為880輛，中標(biāo)量為550輛，中標(biāo)總額達(dá)8.5億元。中標(biāo)自行車的均價(jià)為154.5萬元。

廣州目前是我國(guó)氫燃料電池汽車普及最多的城市之一，目前廣州市500輛氫燃料電池自卸車正式運(yùn)營(yíng)，未來3年內(nèi)廣州黃埔區(qū)廣州開發(fā)區(qū)計(jì)劃啟動(dòng)3000輛氫燃料電池自卸車。

二、適用范圍
目前，國(guó)內(nèi)燃料電池應(yīng)用主要集中在商用車領(lǐng)域，叉車還處于初期階段。
從燃料電池汽車中標(biāo)的車型分布來看，裝卸式垃圾車的數(shù)量最高，達(dá)到36%，其次重卡、叉車和冷藏車超過15%。最值得注意的是公交車比重的快速下降和環(huán)境保護(hù)車、中卡的快速受傷。

1、叉車
燃料電池的一定功率輸出和氫氣充電時(shí)間短的特點(diǎn)，大大提高了叉車的生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)了壽命，應(yīng)用于叉車也逐漸受到重視。

在中標(biāo)的車型數(shù)量中，叉車占近20%。
美國(guó)氫能叉車應(yīng)用居世界前列，保有量已接近4萬輛，歐洲、日本緊隨其后。
美國(guó)的目標(biāo)是到2022年達(dá)到5萬輛氫叉車，到2030年達(dá)到30萬輛。日本的目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)1萬輛氫叉車。
目前，國(guó)內(nèi)叉車保有量約為350萬輛，每年60萬輛，電動(dòng)叉車近一半。從10%的替代率來看，35萬輛庫存叉車可以更換，每年將增加約6萬輛新數(shù)量。據(jù)單個(gè)氫叉車20萬元的統(tǒng)計(jì)，每年氫叉車的市長(zhǎng)/市場(chǎng)規(guī)?？梢赃_(dá)到約100億級(jí)。
有“蛋糕誘惑”，國(guó)際企業(yè)展示成功示范，科學(xué)數(shù)據(jù)有力支撐，國(guó)內(nèi)氫叉車市長(zhǎng)/市場(chǎng)潛力樂觀。
2021年7月15日，上海青浦工業(yè)園區(qū)氫能源叉車試點(diǎn)運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目啟動(dòng)。
全國(guó)范圍內(nèi)，天津港保稅區(qū)、上海青浦區(qū)、北京大興區(qū)都在建設(shè)氫氣叉車示范運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目。
佛山南海區(qū)和企業(yè)也同意共同推進(jìn)川大級(jí)氫叉車示范應(yīng)用。

2、助力自行車
永安行于2019年推出了世界上第一輛共享型氫燃料電池輔助自行車，向部分體驗(yàn)者開放。
到2020年，永安行完成了36個(gè)公共自行車運(yùn)營(yíng)合同到期的項(xiàng)目更新，氫燃料電動(dòng)車少量試點(diǎn)運(yùn)營(yíng)。

3、平衡車
2021年4月9日，公司發(fā)布了兩輛以氫能源為動(dòng)力的Apex H2、B65H氫能源概念車。4、觀光車
氫燃料電池觀光/巡邏車與純電動(dòng)觀光車相比，續(xù)航里程、充電時(shí)間短、動(dòng)力充足、攀登能力強(qiáng)，適用于巡邏、旅游景點(diǎn)、小區(qū)、大型企業(yè)、車站、機(jī)場(chǎng)、碼頭等。

5、無人機(jī)
氫動(dòng)力無人機(jī)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于天然氣泄漏檢測(cè)、海事搜索和巡邏、大面積林草防火巡邏、廣泛的地理信息采集、照明無人機(jī)應(yīng)急救援等復(fù)雜任務(wù)類型。

6、船舶
目前國(guó)內(nèi)氫能源船舶的實(shí)際項(xiàng)目不多，大部分還處于試飛階段。
2021年2月，一艘裝載中國(guó)船舶712個(gè)燃料電池系統(tǒng)的試驗(yàn)船在揚(yáng)州長(zhǎng)江水域完成了系泊試驗(yàn)。

三、產(chǎn)業(yè)投資
7月11日和13日，中國(guó)石化在北京與航天科學(xué)、國(guó)家電力、中國(guó)移動(dòng)等8家央企簽約，在光伏、風(fēng)電、綠色電力、氫氣、化學(xué)能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域加強(qiáng)深度合作的消息傳來，再次振奮了業(yè)界。
據(jù)公開信息統(tǒng)計(jì)，2021年1月至7月，國(guó)內(nèi)氫氣產(chǎn)業(yè)公開投資事件超過80件，名義總投資額超過2500億元(沒有具體項(xiàng)目?jī)?nèi)容和資金數(shù)量的框架協(xié)議、股權(quán)交易協(xié)議等除外)，同比增長(zhǎng)90%以上，其中100億級(jí)投資規(guī)模項(xiàng)目超過10件。

2021年1月至7月氫氣產(chǎn)業(yè)各部門投資項(xiàng)目數(shù)比率(單位：%)

數(shù)據(jù)來自氫云鏈。

接下來，我們與大家分享完美的綠氫路線圖。

高比例可再生電力系統(tǒng)

在雙重碳目標(biāo)下，高比例的再生電力系統(tǒng)提上了日程。

在未來，可再生能源、化石能源、新型儲(chǔ)能系統(tǒng)將建立三足鼎立，形成穩(wěn)定可靠的高比例可再生電力系統(tǒng)。

在高比例的可再生電力系統(tǒng)中，鋰電池等電化學(xué)儲(chǔ)能是保證電力供應(yīng)的重要組成部分。
但是，由于不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的特性，依靠鋰電池(或其他具有類似特性的儲(chǔ)能技術(shù))來增加可再生發(fā)電容量，并不是一種經(jīng)濟(jì)高效的脫碳電力系統(tǒng)戰(zhàn)略。

氫能源的優(yōu)勢(shì)非常重要：

首先，它可以逐步取代燃煤火力發(fā)電站，支持高性能全時(shí)域儲(chǔ)能、風(fēng)力、光電力量造成的系統(tǒng)電力不足、電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

其次，可以利用700攝氏度以上的工作溫度特性，配置汽輪機(jī)和聯(lián)合循環(huán)器，為電力系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

三是不僅可以輸入氫能源，還可以輸入天然氣、煤氣、沼氣等燃料氣體。通過固體氧化物燃料電池前的再平衡裝置，可以分離氫氣和二氧化碳，實(shí)現(xiàn)二氧化碳回收和零碳發(fā)展。

那綠色氫能從哪里來？——無碳?xì)溲h(huán)

這篇文章把筆記整理如下。

一、海風(fēng)綠氫

根據(jù)沿海地區(qū)的能源特點(diǎn)，建立風(fēng)力氫氣和原子能氫氣基地可以滿足未來綠色氫氣能源的發(fā)展趨勢(shì)，大規(guī)模供應(yīng)無碳?xì)浠衔铩?br>風(fēng)力氫生產(chǎn)可以從有機(jī)風(fēng)氫生產(chǎn)的輔助并網(wǎng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槿袠I(yè)氫生產(chǎn)的非同步聯(lián)動(dòng)模式，提高氫生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化效率和經(jīng)濟(jì)性。
在非網(wǎng)格連接模式下，綜合考慮不同水電解制氫的設(shè)備成本及技術(shù)特點(diǎn)，以堿性水電解設(shè)備為主，輔助PEM水電解設(shè)備的方案可能有更好的應(yīng)用前景，可以進(jìn)行深入的研究分析。

二、核動(dòng)力+LNG+海風(fēng)

利用第四代原子能系統(tǒng)的高溫核熱，通過高溫?zé)峄瘜W(xué)循環(huán)分解水氫和高溫蒸汽電解氫，可以有效地將核能轉(zhuǎn)化為氫能源，未來可應(yīng)用于大規(guī)模無碳酸站。

根據(jù)LNG接收站經(jīng)驗(yàn)，設(shè)立接收站港口，成為國(guó)際接收站集散中心，有利于國(guó)際氫貿(mào)易發(fā)展。
聯(lián)合風(fēng)能氫、核能氫、高粱牛港口形成沿海特色氫基地，將氫發(fā)揮為實(shí)體能源優(yōu)勢(shì)，有助于氫實(shí)現(xiàn)對(duì)石油的替代方案，向無碳社會(huì)轉(zhuǎn)變。

在LNG接收站，LNG氣化過程中存在大量具有回收價(jià)值的冷量。
如果聯(lián)合建設(shè)氫氣出口港和LNG接收站，可以利用LNG氣化過程中的大量冷能源預(yù)冷氫氣液化循環(huán)，在解決LNG冷能源利用問題的同時(shí)，可以有效降低氫氣液化的能源需求和資本成本。

三、液體太陽能燃料

李燦院士課題組致力于利用太陽能等可再生能源，通過光催化、光電催化、電解水獲取氫氣，通過CO2氫氣將甲醇等燃料和烯烴、芳烴等化學(xué)品加氫，實(shí)現(xiàn)可再生能源和CO2的資源化的太陽能燃料研究。
ZnZrOx固溶體催化劑具有二氧化碳加氫制甲醇的優(yōu)異性能，其中Zn和Zr分別對(duì)H2和CO2活性起著重要作用。
李燦院士課題組系統(tǒng)研究了基于ZnO的催化劑和基于ZrO2的催化劑，發(fā)現(xiàn)MaZrOx(Ma=Cd，Ga)固溶體催化劑也具有優(yōu)秀的CO2氫化氫甲醇。
以太陽能為代表的液體太陽能燃料技術(shù)路線圖

1.能源是太陽能等可再生能源。
2，H2中可以使用水來儲(chǔ)存太陽能。
3.也可以利用CO2在CH3OH中儲(chǔ)存太陽能。
4.CH3OH可以直接用作能源，運(yùn)輸?shù)叫枰牡胤?，也可以與水重新平衡，釋放H2。
5.最終，H2用燃料或燃料電池為人類提供能源。
6.釋放過程中可以直接在CO2密閉環(huán)境中吸附回收。整個(gè)過程只消耗太陽能，水和二氧化碳充當(dāng)能源的媒介，允許完美的循環(huán)，而H2和甲醇則充當(dāng)能源的載體。這是能源清潔的完美路線。
眾所周知，陽光甲醇，液體太陽能燃料！

四、碳捕捉

液體陽光路線也提供了額外的二氧化碳捕獲途徑。

五、甲醇+水重整制氫

甲醇+水釋放氫氣和二氧化碳，為燃料電池提供氫氣。

完美的液體太陽能

一、安全
在危險(xiǎn)性上，甲醇的危險(xiǎn)性總和為28級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于汽油、柴油和天然氣的危險(xiǎn)，甲醇是比較安全的燃料。

第二，擺脫對(duì)技術(shù)進(jìn)口的依賴
甲醇燃料電池使用的高溫兩性字幕對(duì)氫的純度和相應(yīng)的輔助設(shè)施的要求也比傳統(tǒng)氫燃料電池有優(yōu)勢(shì)。
另外，在傳統(tǒng)氫燃料電池路線上，中國(guó)也缺乏核心技術(shù)。特別是氫化、貯氫、燃料電池等核心技術(shù)大部分依靠進(jìn)口，缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力。

三、負(fù)碳生產(chǎn)過程
氫氣+二氧化碳=甲醇的過程中，氫氣：二氧化碳比率為1: 1.375，因此制造甲醇的過程是負(fù)碳排放過程。
甲醇的冷卻儲(chǔ)存過程可以吸附更多的二氧化碳，形成額外的碳捕獲過程。
最終，各種綠色氫能源獲取途徑最終可以合二為一，甲醇CH3OH作為中間儲(chǔ)存、運(yùn)輸手段，實(shí)現(xiàn)氫能源的遠(yuǎn)距離安全運(yùn)輸和氫氣站的安全保管，完全解決氫利用瓶頸！

甲醇+水重整制氫也為中國(guó)氫能發(fā)展開辟了空間！

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