光伏、风电、储能、新能源汽车另一个风口！

  未来氢能将在小汽车、轨道交通、船舶、航天、物流系统、矿用车等领域广泛应用。

  近年来氢能在我国的发展热度不断的提高，一些地方政府陆续制定了较大规模的氢能产业高质量发展规划。

  国家能源局能源节约和科技装备司司长王思强在10月11日召开的“2018中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛”上说，有关部门将研究制定我国氢能产业高质量发展路线图，明确氢能发展战略定位、目标和任务；同时研究设立一批示范工程，推动氢能与可再次生产的能源结合、燃料电池分布式发电、氢储能以及氢燃料电池交通等多元化应用；加快组织突破燃料电池等关键技术装备，完善有关技术标准及检测、认证和监管体系。

  10月11日22：00 CCTV一套《晚间新闻》中，上汽大通的FCV80亮相荧幕。同时，当天召开的“2018中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛”中的相关讨论也备受关注。

  央视指出，目前我国正在推动制定氢能产业高质量发展战略路线图，以加快氢能的开发与利用，加快布局从制氢到加氢站的氢能利用全产业链，并加快氢燃料电池的研制与开发，一批氢能项目已经在江苏如皋、陕西咸阳等地启动。

  按照规划，到2030年，我国将投入到正常的使用中100万辆燃料电池车，在建加氢站达1000座。未来，氢在我国终端能源的占比，至少要达到10%。

  中国氢能联盟专家委员会主席余卓平表示，我国从“十五”开始投入燃料电池研发，与国际起步期相当。现在的关键是部分核心技术，包括能源装备、储气运氢，技术挑战相当大。

  氢气只是一种能量载体，不是能量来源。因此，制备氢气的方法，决定了氢气是否属于可再生清洁能源。如图一所示，目前工业上制备氢气的方法可分为以下几个种类：1、煤气转化；2、热化学法；3、生物制氢；4、电解水制氢；5、生物质热解技术等。其中，使用化石燃料作为主原料的煤气转化法，占世界氢气制备总量的96%：其中天然气占48%、石油占30%以及煤占18%。只有剩余不到4%为电解水制氢2。事实上，为数不多的电解水制氢所利用的电力仍然是来源于化石燃料，这导致了看起来清洁的氢气并非真正的可再生清洁燃料，在氢气的能源生命周期内并没有实现真正的零排放。利用太阳能制备氢气能轻松实现氢气能源生命周期内的零排放，使其成为真正的可再生清洁燃料。

  太阳能发电制氢正是利用上述原理，将太阳能系统所产生的电力直接接入电解水的系统并制备氢气。但是，光伏-电解水制备氢气的方法受限于价格和效率因素。例如，当前工业化的电解水系统效率约在60%-70%，考虑到目前市面主流的太阳能板的效率在15%-18%左右，其太阳能-氢气的转换效率低于12%。这导致了目前光伏-电解水制氢的成本约在10美元/千克10，而工业化的煤气转化法所生产的氢气成本在4美元/千克。事实上，在光伏系统成本逐步下降的同时，国内研究机构在实验室内已经开发出电解效率达90%的电解系统，光伏-电解水系统的经济性也在改善中。当然，考虑到西部光伏弃电的情况，将被废弃的电力转换为氢气产品并且就地消纳过量电能，也不失为补偿限电损失的一个有效途径。

  据《人民日报》，11日发布的《中国氢能源及燃料电池产业高质量发展研究报告》提到，我国是第一产氢大国，有着非常丰富的氢源基础；到2050年氢在我国终端能源体系占比至少达10%，大范围的应用于交通、化工原料、工业、建筑等领域，成为中国能源战略的重要组成部分。

  氢气燃烧生成水，可循环利用；来源广泛，既可借助传统化石能源如煤炭、石油、天然气等低碳化技术制取，也能够最终靠风、光、水等可再次生产的能源制备；此外，中国市场巨大、应用前景广阔。

  尽管如此，我国氢能发展在燃料电池基础研究和技术发展、氢能产业装备制造、标准法规、政策等方面仍存在不少瓶颈。

  加氢站数量少、基础设施发展滞后便是其中之一。中国工程院院士顾大钊认为，基础设施发展滞后的问题大多是核心设备技术指标落后、现阶段氢气需求量小、投资所需成本高等。

  分领域看，交通领域是氢能和燃料电池早期应用的主要市场。中国氢能联盟理事长、国家能源集团总经理凌文介绍，未来氢能将在小汽车、轨道交通、船舶、航天、物流系统、矿用车等领域广泛应用。

  以乘用车为例，到2030年，将发展100万辆燃料电池车，在建加氢站1000座；到2050年，氢燃料电池车和发电均实现大规模应用。

  根据《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》，氢能与燃料电池技术创新是重点任务之一。

  国家电网公司也已开展氢储能关键技术及其在新能源接入中的应用前期研究，积极建设氢储能系统实验研究平台，突破波动性新能源电解制氢技术的适应性问题，具备氢储能系统效率测试能力，为日后大规模可再次生产的能源制氢的关键技术探讨研究及应用提供理论基础。

  氢储能可看作是一种化学储能的延伸，其基础原理就是将水电解得到氢气和氧气。以风电制氢储能技术为例，其核心思想是当风电充足但无法上网、需要弃风时,利用风电将水电解制成氢气(和氧气),将氢气储存起来；当需要电能时,将储存的氢气通过不同方式（内燃机、燃料电池或其他方式）转换为电能输送上网。

  通常所指的氢储能系统是电-氢-电的循环，且不同于常规的锂电池、铅酸电池。其前端的电解水环节，多以功率（kW）计算容量，代表着氢储能系统的“充电”功率；后端的燃料电池环节，也以功率（kW）计算容量，代表着氢储能系统的“放电”功率；中间的储氢环节，多以氢气的体积（标准立方米Nm3）计算容量，如换算成电能容量，1Nm3氢气大约可产生1.25kWh电能，储氢环节的容量大小决定了氢储能系统可持续“充电”或“放电”的时长，所以如果想增加电能的储存容量，加大储氢罐的体积或压力即可。如果将氢储能技术用于储能领域（如图1）

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