有望替代石油的氢能源来了,看看都有哪些行业在应用?——首届北京未来科学城氢能与燃料电池技术发展大会举行

第165期 2018-11-09 20:11:13
来源:中国科技网
作者:桂楷东 编辑:桂楷东
【编者按】

氢氧火箭发动机、氢燃料电池……氢能源因来源广泛、燃烧热值高、清洁无污染和适用范围广等优点,被视作21世纪最具发展潜力的清洁能源之一。 氢能源主要运用于哪些行业?氢能和燃料电池技术发展前景如何?氢能技术平台怎么搭?11月9日,首届北京未来科学城氢能与燃料电池技术发展大会在北京未来科学城成功举办。本届大会吸引了国际氢能协会、联合国开发计划署能源环境处、日本国家先进工业与技术研究所研究人员和清华大学、北京大学等国内外领域200多名专家和行业代表参加。 大会期间,众多大咖纷纷围绕国内外最新技术、发展趋势和各自的研究方向、科研成果,探讨氢能和燃料电池技术的多种应用场景,拓展交通领域之外的国内商业化示范应用的现实可能性。

平台:北京氢能技术协同创新平台成果初步显现

先来说说平台建设的重要性。

北京未来科学城作为全国科技创新中心的主平台之一,早就提出要聚焦前沿技术,加大应用基础技术研究力度,面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向经济主战场,超前规划布局。

与国外相比,我国在氢燃料电池上起步较晚。北京市科委党组成员、北京科技协作中心主任雷霆介绍,在美国、日本等国液氢民用已占到氢能利用的1/3,而目前我国民用液氢法规、标准、技术则处于空白。

为此,北京科技协作中心组织北京航天实验技术研究所、中国科学院物理化技术研究所、北京航天动力研究所、北京低碳清洁能源研究院、中国标准化研究院5家单位,从具有一定研究基础和国内制造技术可实现的环节入手,在国内率先启动民用液氢关键设备研制,并支持国家液氢民用标准编制。

“北京作为全国科技创新中心,汇聚了一批氢能和燃料电池科技创新主体。”雷霆介绍,继2008年北京奥运会示范运行氢燃料电池客车之后,近几年北京市科委着重支持氢能与燃料电池自主化技术科研项目39个、市财政经费1.6亿元,提升了北京氢能科研应用基础研究和前沿技术研究能力。

因此,未来城央企研究院顺应能源技术革命的趋势,在清洁能源、低碳能源领域提前进行科研布局,瞄准国内外能源技术发展的热点之一——氢能和燃料电池技术,引进国内外高水平人才团队,力争在新一轮能源科技和产业变革中夯实“自主”技术的基础,培育产业新方向。

交通:2025年中国燃料电池车数量将达50000辆

说到氢能源通常人们都会想到交通行业——氢能源汽车。

作为国际氢能协会副主席、清华大学核能与新能源技术研究院教授毛宗强看来,随着技术的成熟,氢加气站的完善,近几年来国际氢能舞台的中国声音也越来越多。他介绍说:“2017年我国生产了1272量燃料电池车,比2016年生产的629辆,增长了102%,预计2018年超过3000辆。”

不仅如此,数据显示,中国是世界第一产氢大国,2015年产超过2200万吨氢气,占世界氢产量6500万吨的34%。毛宗强还介绍“按照国家发展规划要求,到2020年我国会拥有5000辆燃料电池车,2025年达到5万辆,2030年达到百万辆。”

此外,氢能的应用是多方面的,也是未来有望代替石油和天然气的清洁能源。国际氢能委员会预测氢能贡献发电占11.7%、交通占28.6%、工业能源占20.8%、建筑14.3%、化工原料占24.7%。

毛宗强对氢能汽车的前景总体比较看好,“在中央政府政策支持下,中国氢能得到重视,我们也相信,预计2030年,中国将成为世界最大的氢能与燃料电池市场。”

航天:世界新一代运载火箭以氢氧发动机为主动力

氢能源作为重要的新型能源最早用于国防军事工业,尤其是航天领域。

“ 氢元素是组成宇宙的重要的元素之一,但是人类制造液氢还是比较晚,在1898年在实验室才生成液氢,跟其他技术一样,都是首先用以国防军事工业,最典型的地区是美国的载人登月计划,阿波罗登月计划土星五号运载火箭。”中国航天科技集团氢能工程技术研发中心主任谭永华介绍,我国到总共开发了四型氢氧发动机,主打的是长三甲系列发动机。目前为止已经形成了完整的液氢航天工业体系,从生产、储存、运输、试验及测控、安全与监测,成果,包括形成了一系列的国家的军用标准。

为了加快氢能源的开发与利用,今年六月我国首个军民融合氢能工程技术研发中心在中国航天科技集团组建成立,专门以推动航天氢能技术军民融合发展,推动氢能利用领域高端技术装备研发和工程应用为目标,为我国绿色清洁氢能综合开发利用注入动力。

谭永华指出,为了精确能够测量氢的流量、密度,包括温度。他们特别加强了在传感器技术方面的研究工作,有温度、压力、流量等等相关传感器技术的研究,用于航天国防工业。目前世界新一代运载火箭以氢氧发动机或液氧煤油发动机作为主动力,并且,为了增强运载火箭的任务适应性,各国积极发展上面级技术,形成拥有各种运载能力、能执行多种任务的运载火箭系列。

电力:氢能可实现电力网、燃气网、热力网的柔性互联和联合调控

说到清洁电力,大家首先肯定想到的是风能、水能、太阳能等发电,然而氢能源在电力系统方面的作用同样不可小觑。

中国工程院院士、全球能源互联网研究院有限公司副院长汤广福在“氢利用技术在新一代电力系统中的应用”中给出了答案。汤广福指出,在电力系统中的应用场景,新能源电力转化成氢能及储存,高峰时段利用氢燃料电池发电,同时满足用户供热需求,推进能源消费清洁化、低碳化。同时,对于改善新能源并网性能拥有巨大优势,既能提高新能源利用率,又能改善新能源发电出力特性,实现新能源友好并网。

此外,汤广福还认为,氢能在电力系统方面,主要还是实现了电力网、燃气网、热力网、交通网的柔性互联和联合调控,促进新能源的大规模开发利用和多种新型能方式的蓬勃发展。电力系统应急备用电源,燃料电池体积小,无污染、寿命长、维护费用低,安全不受地理条件限制,可作为变电站备用电源,尤其使用于高海拔、高寒、孤岛等特殊条件下的高可靠,定制供电,替代传统铅酸电池,向低碳、绿色、环保发展。

据悉,此次大会以加强协同创新,推动国内氢能与燃料电池技术自主化发展为主题,围绕氢能核心关键技术和北京优势技术领域,着重开展了固液态储运氢技术、液氢技术、中高温燃料电池技术三个细分领域技术交流,探索技术多场景应用。(完)