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氫能源來了!中國這些地區優先供應,你會換車嗎?

2019-09-03 13:56:55  來源: 閱讀:1

8月30日,曾因“水氫燃料車”而備受關注的青年汽車集團,申請破產清算被法院駁回,多位高管股權被凍結。

這家公司曾聲稱: “不加油不充電只加水,車就能續航里程超過500公里,甚至可達1000公里。 ”(點擊看此前報道→汽車油箱加滿水,能跑1000公里,這是什么黑科技?)

氫能源來了!中國這些地區優先供應,你會換車嗎?

青年汽車集團的水氫燃料車

雖然,激進的“水氫燃料車”并不靠譜,但是“氫能”作為一種零污染的高效能源,正逐漸被應用于我們的生活中。 氫能源為什么如此受到青睞? 對各位車主有什么影響? 我們今天一一道來。

什么是氫能

氫能是氫(H)在物理與化學變化過程中釋放的能量。

氫在宇宙中分布廣泛,它構成了宇宙質量的75%。同時, 氫燃燒熱值高,是汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。氫燃燒的產物是水,是世界上最干凈的能源,被譽為21世紀最具發展前景的二次能源

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氫可以通過多種方式制取,資源制約小,利用燃料電池,氫能通過反應生成水,不排放污染物。 氫能量密度是汽油的3倍,是鋰電池的130倍,這讓氫能燃料在替代過程中的比重不斷增加。氫能是零污染的高效能源。在解決能源危機、全球變暖及環境污染等問題方面將發揮重要的作用。

氫從哪里來

氫能制取現在主要有三種模式:

第一是煤制氫,我國煤炭資源相對豐富;

第二是可再生能源制氫,當前我國有大量可再生能源無法并網消納,用可再生能源棄風、棄光、棄水來制氫,簡易可行,技術上沒有問題;

第三是大量的工業制氫,像化工、焦爐等,我國是產能大國,都可以制氫。

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這幾方面說明 我國在制氫方面很有優勢

電能VS氫能

電能是目前為止應用最廣泛的二次能源,但電能使用上存在一定缺陷:很難大量地直接貯存,因此汽車、輪船、飛機等機動性強的現代交通運輸工具就無法大量使用從發電廠輸出來的電能。同時,交通工具如車輛,補充電能時存在補充時間長,電池容量低,運行里程少等多個問題還需要解決。

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電動車充電樁

所以,現代交通運輸工具只能大量使用像柴油、汽油和天然氣等從化石燃料中轉化產生的二次能源。

然而隨著化石燃料用量越來越大,儲量日益減少,不依賴化石燃料,且儲量豐富的新的二次能源:氫能,逐漸進入人們視野。

氫能源關系到普通車主

以出行為例,氫燃料電池車是氫能應用的主要場景,一般的內燃機通常需要燃燒柴油或汽油,氫燃料電池車則改為使用氫。基于此,加氫站建設成為了實現燃料電池車快速發展推廣的必要條件。

未來,隨著化石燃料減少,新能源會越來越多參與到每一個人生活中。車輛的燃料將越來越少使用汽油、柴油,氫能將成為未來的發展方向。

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加注氫燃料

同屬于新能源汽車的氫燃料電池汽車,能源特點以及能量補給方式幾乎完全與燃油車相同。氫能源的 集中運輸集中儲存短時間加注等,幾乎就是一個“加油站升級版”,讓氫燃料電池車能擁有夠隨加隨走,可長時間運行等特點。

世界上氫能發展如何

目前,世界各國紛紛布局氫能產業。

德國:在氫燃料電池技術上遙遙領先。2016年,德國實現氫能商業化運營,當年銷售約2000臺固定式家用燃料電池;從2017年起,德國啟動加氫站大規模建設,氫能源汽車開始進入市場;預計到2023年,德國將建成約400座加氫站。

日本:氫能發展速度全球最快。按照制定的《氫能基本戰略》,2020年氫燃料電池車銷量達到4萬輛,加氫站160座;2025年氫燃料電池車銷量20萬輛,加氫站320座。到2030年,氫能使用成本將不高于傳統能源,實現平價。

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日本海老名中央加氫站

澳大利亞:發力上游制氫產業。2018年8月,澳大利亞發布《國家氫能發展路線圖》,在2030年實現煤制氫商業化生產,打造完整的氫能產業鏈條,規模化出口氫能源,力爭成為全球氫能產業主要參與者。

美國:具有完善的液氫產業鏈基礎。作為航天強國和工業強國,美國現已是全球第一大液氫生產和使用大國,儲運到應用都比其他國家更具成本優勢。僅加州目前就擁有39座加氫站,氫燃料電池汽車超過5500輛。

部分汽車廠商將2020年看作氫燃料汽車市場啟動年,屆時將大規模生產氫燃料電池汽車。可以預見,在2020年左右,世界將進入氫燃料電池汽車的時代。到2030年,如果發展勢頭強勁,將有80%的內燃機汽車被氫燃料電池車取代。

據國際氫能委員會預計,到2050年氫能可以滿足全球能源總需求的18%或全球一次能源總需求的12%,氫能及氫能技術相關市場規模將超過2.5萬億美元。我們將有望迎來“氫能時代”!

國內氫能發展現狀和困難

在氫能和燃料電池發展方面,我國一直緊隨世界發達國家的腳步,但對比日美歐, 中國目前的加氫站和氫燃料汽車數量偏少。不過據相關機構預測,未來五年國內氫能發展有望步入快車道。

氫能源來了!中國這些地區優先供應,你會換車嗎?

在國家氫能標委會發布的《中國氫能基礎設施》藍皮書中明確了, 到2030年,國內將建成加氫站1000座,氫燃料電池車達到100萬輛。不少地方紛紛推出氫能產業規劃方案,產業發展不斷提速。比如,上海提出到2025年建成加氫站50座,乘用車不少于2萬輛。武漢計劃到2020年建設5座至20座加氫站,燃料電池車示范運行規模達到2000輛至3000輛。

國內企業紛紛涉足氫燃料電池汽車的研究和開發。國家大能源公司也在積極布局氫能利用、氫基礎設施和燃料電池等全產業鏈。大批傳統柴油發動機企業也在積極謀求創新轉型,開展燃料電池技術創新和產品開發以替代傳統柴油車。

然而國內氫能源發展依然存在一些困難:

  • 加氫站建設成本高、數量少

  • 審批流程復雜

  • 城市占用土地問題

  • 對加氫站的扶持政策欠缺

中石化在氫能革命中有何優勢

今年兩會期間,全國政協委員、中國工程院院士、中國石化總經理馬永生在接受媒體采訪時表示,中國石化已經在布局氫能產業,對氫燃料電池也做了相關的研究。此外,中國石化在 氫能源行業催化劑質子交換膜制氫技術儲氫材料等領域均在開展工作。

氫能產業鏈長,包含制氫、儲存、運輸、應用,與交通燃油、天然氣供應模式以及管理模式高度符合,因此中國石化在氫能產業發展上具有先天優勢。

目前,在國內建設一個新的加氫站,土地成本動則數千萬,行政審批需要十余個政府部門蓋二三十個公章。面對這一難題, 中國石化開啟新模式:油氫電一體化。在現有中石化三萬多座加油站的基礎上,配建加氫站,從而打破用地難、審批流程復雜等困境,節約土地成本,對我國氫能汽車產業加快發展起到推動作用。

在制氫方面, 中國石化目前擁有制氫能力約300萬噸/年。在氫氣供給方面,無論是煤制氫,可再生能源制氫,還是工業副產品制氫,中國石化都有巨大的供給能力,氫氣產能在中國名列前茅

氫能源來了!中國這些地區優先供應,你會換車嗎?

具有一體化的產業結構優勢。中國石化是集勘探開發、加工轉化、產品銷售上中下游為一體的國有特大型能源化工公司,同時擁有能源化工工程設計、施工建設、生產、銷售等人才和管理經驗。一體化的產業結構優勢為發展新能源業務奠定了較好的基礎。

具有強大的研發實力優勢,可用于電池、儲氫材料研發。中國石化擁有石油化工科學研究院、撫順石化研究院、等多家科研實力雄厚的研究單位,在制氫、氫儲運、儲能技術和材料等研發上具有優勢。

在國內外合資合作上均有較強優勢。2018年,中國石化加入了國際氫能委員會,與國家能源集團、長城汽車、濰柴、Re-Fire重塑科技一同成為氫能委員會的5個中國成員。中國石化還代表中國與氫能技術領先的日本達成重要合作。

中國石化正在啟動建設加氫站項目5個。 2019年7月1日,國內首座油氫合建站——中國石化佛山樟坑油氫合建站正式建成。它也是全國首座集油、氫、電能源供給及連鎖便利服務于一體的新型網點。

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佛山樟坑油氫合建站

(蔣莉敏攝)

樟坑油氫合建站日加氫能力達到500千克,主要服務于周邊使用氫燃料的公交及物流運輸車隊。以氫燃料公交車為例, 加注一次氫燃料只需4分鐘,可續航300公里

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工作人員幫氫燃料物流車插槍

(蔣莉敏攝)

作為2022年北京冬奧會的戰略合作伙伴,中國石化還將為 北京張家口冬奧會氫燃料電池車提供氫氣供應、車輛加氫和加氫站運營保障。當前,這兩個地方的加氫站的建設正在加速進行中。

與此同時,中國石化還參與了 北京市公共交通推廣氫燃料電池汽車的項目。在長三角地區,中石化參與了上海油氫混合站的建設,下一步還將在浙江江蘇地區繼續加大加氫站的建設。

最后,安全嗎?

安全是大家都關注的問題。小石頭要說,沒有絕對安全的能源。但是相對汽油、柴油,氫能源是足夠安全的。

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氫氣在空氣中的最低爆炸濃度是4%,與之相比,汽油則是1.4%。另外,作為一種比空氣輕的氣體,氫氣在靜止空氣中會以大約20m/s的速度迅速擴散,在有風的天氣中這一速度甚至還會更快。氫氣在空氣中的最佳燃燒濃度是29%,在不密封的自然環境中,達到這一濃度基本不可能。再加上儲存氫氣使用的往往是更致密的材料,破損風險更小。

在安全措施方面,中石化怎么做的呢?我們以中石化佛山樟坑油氫合建站為例。佛山樟坑油氫合建站采取 加油、加氫、充電分區管理方式,人員嚴格持證上崗和分區操作,安裝了覆蓋全站的24小時全天候、無死角安全監控系統,在控制柜、壓縮機撬、卸氣區、加氫區、儲氫罐等多區域設置“一鍵立停”系統,確保設備運作過程中“本質安全”。

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加氫機和換熱器

(黃嘉恩攝)

此外,中國石化嚴格按照國家關于加氫站建設的規定,參照加油站安全管理以及國外加氫站建設要求, 制定了適用于油氫電合建站的安全運行、人員儲備、設備管理、生產作業、監督檢查和應急預案等系列安全管理規定

汽車誕生至今100多年

從汽油、到天然氣,到鋰電池

再到現在的氫燃料

無不朝著更加節能環保的方向邁進

雖然目前氫能源剛剛起步

材料昂貴、全產業鏈還未形成

很多問題需要一點點解決

但化石能源被 清潔環保的新能源取代

這一定是不可逆的趨勢之一

氫能源來了!中國這些地區優先供應,你會換車嗎?

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