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央视新闻《一问到底》 氢能如何改变生活?

2022-03-29 13:01

  国家大力发展的氢能能源到底能用来做什么呢?其实,我们每天衣食住行中的出行就和氢能有着密不可分的关系,不久前的北京冬奥会、冬残奥会已经有150辆氢能大巴车共执行了7205班次的接驳任务,接送运动员、官员工作人员等等就达到了16.07万人次,那么氢能大巴与普通大巴有什么区别?冬奥会期间,记者专门进行了探访。

  氢能公交车与普通公交车看上去并无太大差异,车开起来安静平稳且没有任何燃油味道,因为排放的尾气中只有水蒸气。氢动力科技服务有限公司总经理 路遥告诉记者:“其实就是氢氧产生电化学反应,一方面产生将近50%电能和50%的热能,效率非常高,同时副产品是氢和氧气结合生成水,没有任何污染。”氢能公交车不仅清洁,而且在寒冷的冬天也十分容易启动,续航里程也比纯电动公交车长。在氢满、电满的情况下,可以跑400-600公里。除了交通领域,未来,氢能将在哪些领域大展身手?

  与电能相比,氢能便于储存、方便运输,可以作为载能体替代电能参与到交通、发电、储能、工业等领域。

  华北电力大学校长 中国工程物理学会副理事长 杨勇平告诉记者:“氢能燃料电池可以驱动汽车,现在主要是在商用车上进行应用,将来可以替代石油,在乘用车领域进行应用,同时也能催生许多的新的产业的业态和产业的模式。”未来,我们将会在矿区、港口、工业园区等运营强度大,行驶线路固定区域看到氢燃料电池的大货车,不仅如此,今后的城市公交车、物流配送车、环卫车等公共服务车辆也将会试点应用氢能燃料,而氢能船舶、氢能无人机等也会在不久的将来出现。

  由于氢能发电更加稳定,对于电能质量要求较高的金融商业等领域以及学校工矿企业等非常适用,并可以给偏远地区、海岛等地提供电能。而且,在最新的规划中,也明确了我国的氢能产业处于发展初期,未来,要从四个方面进行部署。

  其中第一个方面就是:聚焦关键核心技术,推进绿色低碳氢能制、储、输、用各环节关键核心技术研发。要发展氢能首先要发展源头问题“制”,氢能大有用途,那么氢气从何而来呢?

  氢能是现有能源的有益补充,因为氢能也是二次能源,并非在自然界当中天然存在,而是必须在一次能源转化而来,比如煤炭、天然气等化石能源来制氢,或者利用工业副产品来制氢,这也是目前我国氢气的主要来源。年产量约3000万吨,主要用于生产化工产品,缺陷是会产生一定的碳排放,最新发布的《氢能产业中长期发展规划(2020-2035年)》中规划明确,未来我国会重点发展以可再生能源制氢,也就是太阳能、风能发的电,电解水制氢,被称为绿氢。以此形成清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系,与此同时,严格控制化石能源制氢。

  对此专家表示,这是因为电不易储存,用稳定性相对较低的太阳能、风能发的电来制氢,一方面可以避免部分的电能的浪费,另一方面也解决了能源的存储问题,目前我国氢能产业发展逐渐走出了一条自己的道路,经济发达地区已经先行探路,京津冀、长三角、珠三角已经形成了氢能产业区域,氢能产业发展也正在从沿海进一步向内陆扩展,地处西北部的包括宁夏、甘肃在内,氢能产业也迎来了利好,当地正在探索大规模使用清洁能源制氢,通过光伏电站探索低碳化、低成本的多元制氢体系。

  既然氢能能在多领域适用,又符合低碳、零碳的需求,为何现在才开始发展呢?其实我国早在上世纪七八十年代就已经开始了对氢能的研究,但是因为技术门槛高,关键部件一直没有取得明显的突破,目前这个情况的是否得到了解决将氢气及时的转化为电能到底需要什么样的核心部件呢?

  氢燃料电池膜电极就是氢气转化成电能的核心部件,氢气通过它时会产生电化学反应形成电流,一片氢燃料电池的膜电极能产生500w左右的电能,一辆氢能大巴车需要安装300多片,国家电投国氢科技燃料电池技术部主任 周明正告诉记者,氢燃料电池反应速度非常快,在毫秒间就能将氢气转换成电能,而这毫秒之间的转换技术科研团队却用了整整4年才研发成功,并不断进行迭代优化,其中一个核心材料质子交换膜进口价格一度高达每平方米一万多元。但随着国产产品的研制成功,价格一下子就跌到了每平米两千元。

  国家电投国氢科技总经理 张银广告诉记者:“目前,已经完成了全部六项核心技术的突破,并且形成了一定的生产规模,即使解决了卡脖子的问题,也保证了国家产业链的安全。”

  氢气易燃易爆,氢气使用是否安全呢?记者来到了北京中关村延庆园的加氢站,每天有60-80辆氢能大巴车在这里补充氢能,每台大巴车加氢的时间在15-20分钟左右,工作人员告诉记者,虽然氢气的燃点很低,但是氢气安全性却不用担心,因为氢气的挥发性非常强,一旦泄露就会快速扩散,所以在露天开放的环境下,氢能想要形成易爆点或者易燃的浓度都是非常难的,还有研究显示,氢能的安全性要好于燃气和汽油。

  3月23日,我国首个氢能产业中长期发展规划已发布,明确了今后15年我国氢能产业的整体布局,规划中明确到2025年,我国氢燃料电池车辆保有量约达5万辆,并建设一批加氢站,到2030年,要形成较为完备的氢能产业技术创新体系,清洁能源制氢及供应体系,有力支撑碳达峰目标实现,到2035年,要形成氢能多元运用生态、可再生能源制氢在终端能源消费中的体系明显提升。

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