5月22日,2023年世界氫能技術(shù)大會在廣東佛山舉行,11位中國院士,3位外籍院士,共計76位氫能應(yīng)用領(lǐng)域的重要學(xué)者、專家,以及來自14個國家的63名海外專家、學(xué)者和世界500強企業(yè)高層共赴南海共話氫能,一同打造一個立足南海、面向全球,更專業(yè)、更具趨勢性的國際氫能產(chǎn)業(yè)平臺,為全球氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強勁動力。
大會期間,中國科學(xué)院院士、國際氫能與燃料
電池協(xié)會理事長歐陽明高院士發(fā)表題為《綠色氫能研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進展及技術(shù)展望》的演講,就氫能大系統(tǒng)集成、綠氫制備、儲氫和氫儲能等諸多熱點話題發(fā)表真知灼見,分享了院士團隊的產(chǎn)品和研發(fā)進展。以下觀點摘錄自歐陽院士演講全文。
談綠氫制備:
堿性電解制氫技術(shù)有長期競爭力,設(shè)備性能及生產(chǎn)方式優(yōu)化空間巨大
綠氫制備,我認為或許是比燃料電池更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。因為燃料電池作為發(fā)電裝置,還有其他多元化的氫發(fā)電裝置,但是通過電解水來做綠氫制備,目前看來,還是唯一的途徑。
目前看,電解水有三種技術(shù)路線——固體氧化物,國內(nèi)的水平還需要發(fā)展一些時間,我想真正的規(guī)�;赡芤�2030年前后。質(zhì)子交換膜,目前成本偏高,壽命還是個問題,且需要各種貴金屬�,F(xiàn)在,歐洲市場已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子交換膜電解水在壽命上有問題,但它國內(nèi)運轉(zhuǎn)時間很短,所以這一問題,國內(nèi)還沒發(fā)現(xiàn)。目前,中國的優(yōu)勢還是在堿性電解——它是性價比最高、在國際上具有優(yōu)勢的電解水裝備,是實現(xiàn)大規(guī)模、長壽命、低成本制氫的主流技術(shù)。當然,堿性電解水有很多缺點,我們認為,它還有很大的優(yōu)化潛力和挖潛的空間。堿性電解槽不是過渡產(chǎn)品,是個長期具有競爭力的一個產(chǎn)品,應(yīng)該成為中國電解槽的發(fā)展趨勢和優(yōu)勢產(chǎn)品。
2023年世界氫能技術(shù)大會現(xiàn)場 大會組委會供圖
我們推出了堿性電解產(chǎn)品“氫舟”,具備三大優(yōu)勢:安全、高效、智能。我們改變了中國圓形電解片的傳統(tǒng)格局,使流場更均勻,效率更高。我們大量使用數(shù)字化技術(shù),可以遠程更新程序,更智能。這都是我們認為行業(yè)發(fā)展需要注重的技術(shù)。同時,現(xiàn)在的電解槽一旦出現(xiàn)問題,需要拉回廠家進行修理和保養(yǎng),從工業(yè)的角度這是不合適的。而我們的堿性電解產(chǎn)品在運行了5000小時后,在現(xiàn)場12小時內(nèi)完成了單片的直接更換。這是目前傳統(tǒng)電解槽做不到的。
此外,在部分負荷的效率即最高效率上,“氫舟”可以做到3.98kWh/Nm?,即每立方米氫氣4度電。這已經(jīng)達到80%以上的效率,非常高了。
總結(jié)而言,氫能與風(fēng)光電伏結(jié)合正在成為新趨勢,電解水制氫裝備產(chǎn)業(yè)化給氫能領(lǐng)域帶來活力,中國堿性電解水設(shè)備的性價比全球領(lǐng)先,但性能優(yōu)化的潛力和生產(chǎn)方式的革新還有很大空間。
談綠色氫能儲運和加注:
光-儲-充-換-氫一體化互補型超快能源補給系統(tǒng)
氫能利用的瓶頸是儲氫。我們現(xiàn)在有各種各樣的儲氫方式,也有百花齊放的技術(shù)創(chuàng)新。我們深深感到,新型儲氫技術(shù)的突破之難。這是氫能領(lǐng)域還有待出現(xiàn)諾貝爾獎的領(lǐng)域。目前,要么成本高,要么能耗大。我們一公斤氫也就是33度電的能量,但儲存就要花掉10-15度電的能量。這是很不劃算的。從成本的角度,如果我們從氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)來比較,從平準化成本、技術(shù)成熟度、承壓的容器來看,氨還是目前最佳的選擇。車載看,目前主體的氫儲能還是氣瓶,但目前的氣瓶成本偏高,這其中的突破核心就是碳纖維。從長期看,瓶子仍然是車載的主流技術(shù)。
運輸氫氣也是一個高成本的問題。長距離、大規(guī)模的氫氣運輸怎么辦?在當前規(guī)模還不大的時候,也許輸電比運輸氫氣具備成本優(yōu)勢。而從長期看,有三種技術(shù)。第一種,短途小規(guī)模,用氣態(tài)氫氣。第二種,長途(5000KM以上)用液氨。第三種,每天超過10噸,就可以通過管道運輸。
我們在2008年建立了中國第一座加氫站,截至現(xiàn)在,它仍然是國內(nèi)主要的加氫站。剛開始我們使用的是天然氣重整,后來停掉替換成電解水,再加上外供氫。目前還在使用這種方式——站內(nèi)電解水,量大了則外面補充,還是最經(jīng)濟的。
所以我們現(xiàn)在與中石化在雄安正在建設(shè)一座加氫站,站內(nèi)電解水制氫,結(jié)合外供氫。面向未來,要考慮電動,也要考慮氫,于是我們提出了一種方案,即光-儲-充-換-氫一體化,而且互補。卡車快換、轎車快充、卡車換電的備用電池可以給轎車充電。同時有加氫站,加氫站的電就從光伏里來。光伏不僅在站內(nèi)鋪設(shè),公路里也在鋪設(shè)。我們只要鋪設(shè)2km的光伏,就可以有2兆瓦的光伏,足夠使用了。
談氫系統(tǒng)集成與氫儲能:
因事制宜、因地制宜,國情決定路線,場景定義產(chǎn)品
氫能大系統(tǒng)集成面臨一系列挑戰(zhàn),首先就是產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)多元化的技術(shù)選擇。氫能是個很長的技術(shù)鏈條,每個環(huán)節(jié)都有多種選擇。找不到主流技術(shù),怎么辦?我們認為,不存在統(tǒng)一的模式和標準的解決方案。因事制宜、因地制宜,國情決定路線,場景定義產(chǎn)品。
國情決定路線,如何理解?比如說日本自身沒有氫氣,需要從外部輸送,他就需要大量制造氨。而我們有氫氣,就沒有必要換成氨。再比如,歐洲和日本的電力都很貴,而中國的電力相對低廉。日本的燃料電池甚至可以用于家用,而中國去推廣這一路線就很難了。所以,國情決定路線,場景定義產(chǎn)品,沒有標準答案。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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