汽車發(fā)動機(jī)不“喝油”了,建筑取暖不燒天然氣了,重工業(yè)熱力來源告別黑煤球了……未來,替代這些傳統(tǒng)能源的有可能就是氫能和燃料電池。
在近日舉辦的“首屆北京未來科學(xué)城氫能與燃料電池技術(shù)發(fā)展大會”上,與會專家為人們描述了這樣一幅未來圖景。
氫能通常是指氫在物理與化學(xué)變化過程中釋放的能量。它更加清潔、高效并可再生,相比于潮汐能、風(fēng)能等,氫能更便于儲備、運(yùn)輸,同時它也是“能源互聯(lián)網(wǎng)”中的重要紐帶。如今,氫能正在走向規(guī)?;?、商業(yè)化。
基于這些特點(diǎn),燃料電池成為氫能的重要應(yīng)用成果,具有燃料能量轉(zhuǎn)化率高、噪音低以及“零排放”等優(yōu)點(diǎn),從上個世紀(jì)末以來便受到各國關(guān)注,其研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用的資金投入不斷增加。
中國工程院院士湯廣福表示,能源消費(fèi)正在發(fā)生變革,高效節(jié)能、智慧用能是現(xiàn)代能源消費(fèi)模式的典型特征。
國際氫能委員會發(fā)布的首份氫能源未來發(fā)展趨勢調(diào)查報(bào)告稱,氫能源是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要方式,預(yù)計(jì)在2050年之前,通過更大規(guī)模的普及,氫能源將占整個能源消耗量的大約20%。
數(shù)據(jù)顯示,2017年全球燃料電池機(jī)組數(shù)量增長15%,達(dá)到7萬多套。
面對這一發(fā)展趨勢,美國、德國、日本、韓國等國家均在氫能基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究方面進(jìn)行了大規(guī)模投入。在日本、美國、德國等地,氫燃料電池車部分已經(jīng)投入使用。豐田FCV燃料電池商業(yè)車最大續(xù)航里程約700公里,美國“尼古拉”燃料電池拖車頭最大輸出1000馬力。德國已批準(zhǔn)燃料電池火車應(yīng)用于商業(yè)化;日本家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)已投入使用,使家庭有了自己的“發(fā)電站”和“供暖站”。
不僅是汽車,發(fā)電、工業(yè)能源、建筑等,同樣是氫能和燃料電池的重要應(yīng)用領(lǐng)域。航天領(lǐng)域,大推力火箭的動力來源也大多采用氫能。
據(jù)介紹,氫能來源多樣,可以從化石能源中獲取,也可以從工業(yè)副產(chǎn)品、合成甲醇、生物沼氣中獲取。
中國企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)也在“緊盯”氫能源。2017年7月,北京市科委、昌平區(qū)政府聯(lián)合主辦北京未來科學(xué)城氫能技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新平臺簽約儀式,推動打造代表國內(nèi)氫能領(lǐng)域最高科研水平的協(xié)同創(chuàng)新平臺,首批簽約的12家科研單位共有24個氫能研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授毛宗強(qiáng)介紹,我國有超強(qiáng)的氫氣供應(yīng)能力,目前氫氣來源還是以煤炭、天然氣為主,可再生能源制氫尚處于示范階段。
前沿領(lǐng)域發(fā)展早期,大多存在“雞和蛋”的問題。有研科技集團(tuán)有限公司高級工程師蔣利軍解釋,氫能及燃料電池在生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)還面臨著供應(yīng)鏈和使用鏈協(xié)同推進(jìn)的問題,氫能源的提供方和氫能應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)方還需要形成創(chuàng)新體系。
聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署能源環(huán)境處高級項(xiàng)目主任張衛(wèi)東表示,中國的氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)的興起,將決定性地推動全球氫能和燃料電池研發(fā)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,中國有實(shí)力構(gòu)建具有中國特色的“氫能經(jīng)濟(jì)”。
“氫能經(jīng)濟(jì)”不僅要考慮氫能如何快速落地,更要將氫能放在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源產(chǎn)業(yè)、交通行業(yè)、服務(wù)業(yè)等整體發(fā)展的大格局下通盤考慮。張衛(wèi)東說,除了提升研發(fā)技術(shù)、改進(jìn)使用材料等,氫能及燃料電池應(yīng)用實(shí)現(xiàn)成本下降的關(guān)鍵因素在于市場規(guī)模,中國恰能成為市場規(guī)模大幅增加的重要推動力。