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氢能源产业发展燃料电池应率先起步

2015-03-04   IC芯片-元器件交易网   采访专家 谢昕

  2014年6月19日,日本产业经济省发布到2040年的“氢社会”战略路线图,将氢能及相关产业作为未来重要的战略性产业予以大力发展;7月30日,日本产业经济省下属新能源与产业技术综合开发机构发布了《NEDO氢能源白皮书》,明确日本氢能源的技术开发方针,氢能正逐渐渗透到日本社会的方方面面。

  赛迪方略地区经济研究中心谢昕认为,我国目前氢能源储运环节难度大,制备成本较高,氢能源距产业化应用仍有一段距离,燃料电池将成为率先起步领域。

  氢能源在制备、储运环节仍存在较大安全环保障碍,制约了氢能源的产业化推广

  谢昕对记者表示,氢能源的制备方式包括水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等。受到技术、成本限制,从石油、天然气等化石能源中制取氢气是当前全球氢能制备的主要途径,但化石能源制取氢气时,会伴随大量的能量流失并排放一氧化碳、氮氧化物等有害气体,大大削弱了氢作为清洁能源的环保效益,实际上从石化能源制备氢能本身就不符合降低对石化能源依赖的发展新能源的初衷。

  此外,氢能源储运过程的安全性也存在较大问题。谢昕继续分析道,“当前氢气的储运主要通过将氢气加压或者液化后利用管道或者交通工具进行传输,由于氢气对金属的腐蚀性,易造成储运容器的开裂,加大了氢气泄露风险,加之氢气较低的燃点(比汽油低20倍),一旦出现泄漏,极易被点燃,与空气混合后更是容易产生爆炸。在制氢技术、储氢材料没有出现重大突破的前提下,氢能源的产业化将面临较大的困难。”

  从成本来看,现阶段氢能源应用与传统能源相比存在较大差距

  作为二次能源,氢能源需通过物理化学手段进行提取,且储运条件要求较高,在当前技术条件下额外能耗较高,经济性与传统能源相比仍存在较大差距。

  谢昕分析道,目前石油、天然气等化石能源是氢气制备的主要来源,但化石能源制取氢气过程中本身会产生较大能耗,再加上将化石能源输送到氢气生产装置以及生产过程中配的相应环保装置,所耗费的能量更大,大大提高了氢气制备的成本,从水中电解制取氢气的成本则更高。而能量储备角度来看,在当前技术条件下氢储备能量后再释放能量的效率仅约50%左右,远不及其它较为先进的储能电池(75-85%),更是不及用电力传输超过90%的传输效率。因此在现阶段,从经济性来看氢能源与传统能源还存在较大差距,成为阻碍氢能源市场应用推广的另一大阻碍。

  以电池为核心产品开展的固定领域应用将成为氢能应用率先发展的领域

  虽然氢能源的大规模产业化发展仍存在很多障碍,但围绕氢燃料电池应用市场的加速发展将推动氢能源产业的发展,家庭、商业领域的固定应用以及叉车、汽车等交通运输领域将成为氢燃料电池应用加速的主要推动力,谢昕指出。

  据统计2012年,全球燃料电池系统出货量近3万台,同比增长约34%,相对2008年增长超过321%,其中,固定式氢燃料电池从2008年的2000台上升到2012年的2.5万台,增速最为明显。

  谢昕还举出了几个具体的实例。2013年10月,松下公司与日本东京燃气公司宣布研发出可供家用的燃料电池“ENE•FARM”,2014年7月德国弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所(IKTS)宣布其研发的适用家庭使用的燃料电池发电装置进入市场化批量生产前的试运行阶段。在绿色环保需求提升、能源约束加剧的背景下,家庭、公共场所节电、自身发电需求将呈持续增长态势。相比之下交通运输领域需求增长较为平稳,目前全球交付量不超过1万台。但随着2015年前后丰田等公司燃料电池车商业化的推进,未来几年汽车领域燃料电池增速将大幅提升。根据日本富士经济对产业和商业、家用、燃料电池车、叉车等驱动、便携和应急以及便携终端6个领域的调查显示,到2025年全球市场总计将达到51843亿日元。

  谢昕认为,氢能源受制于诸多技术障碍和较为缓慢的产业化进程,短期内不会对全球能源版图产生重大影响,但从长期来看,氢能源作为一种战略性清洁能源仍将有较好的发展前景。国内方面,由于对发展氢能源的争论较大,国家一直未对氢能源的发展战略做出明确规划,国内氢能源发展步伐远远滞后于发达国家。“应该认识到,若不跟上这一技术发展趋势,当若干年后氢能源技术出现重大突破,中国又将花费巨大的成本开展新一轮技术引进。因此,国家应当加强对氢能源技术发展的重视,提前做好战略布局。”谢昕强调说。

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