8 月 8 日，國家標準委與國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、應急管理部、國家能源局等部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南 ( 2023 版 ) 》。這是國家層面首個(gè)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系建設指南。文件指出，氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源 , 對構建清潔低碳安全高效的能源體系、實(shí)現碳達峰碳中和目標 , 具有重要意義。

江蘇多地已布局推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)建設。然而，普通公眾對氫能源的理解卻十分模糊。與一眾新能源相比，氫能有何獨特優(yōu)勢，在其產(chǎn)業(yè)鏈中到底誰(shuí)才是最有 " 含金量 " 的潛力股?現代快報記者采訪(fǎng)了南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院、材料化學(xué)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室的王教授。

氫燃料電池能量轉換效率較高

電解水制氫、氫氣與氧氣反應產(chǎn)生水，但凡是有基礎化學(xué)知識的人，都知道這兩個(gè)公式。如此簡(jiǎn)單的公式，卻奠定了氫能源作為清潔能源的諸多優(yōu)勢：無(wú)碳排放、能量密度高、可大規模長(cháng)時(shí)間儲存 …… 特別是在汽車(chē)應用端，氫能源的嘗試早在 19 世紀就已經(jīng)開(kāi)始，從最初的氫內燃機，再到后來(lái)的氫燃料電池，科學(xué)家一直在嘗試用氫作為交通工具的動(dòng)力來(lái)源。然而，氫能源的實(shí)用價(jià)值在商業(yè)領(lǐng)域一直存在爭議。豐田早在 2015 年便推出氫燃料電池車(chē) Mirai 車(chē)系，然而多年過(guò)去了，氫能源汽車(chē)的推廣仍然緩慢。特斯拉 CEO 埃隆 · 馬斯克更是多次在公開(kāi)場(chǎng)合看衰氫燃料電池汽車(chē)。

目前，純電車(chē)看似更切合市場(chǎng)需求，為何全球各地都還在布局氫能源?王教授表示，能量密度讓氫能源具備獨特優(yōu)勢。雖然純電車(chē)所使用的鋰離子電池技術(shù)發(fā)展比較成熟，成本較低，目前已經(jīng)實(shí)現規?；a(chǎn)。但氫氣具有能量密度高的特點(diǎn)，氫燃料電池車(chē)更易于實(shí)現高續航，續航里程為 700 公里左右。在長(cháng)途重載的交通工具上，仍有巨大應用潛力，目前一些重型貨車(chē)已經(jīng)開(kāi)始使用氫能。氫燃料電池車(chē)補充燃料時(shí)間短，加氫時(shí)間僅約為 3 分鐘。近年來(lái)，針對氫氣不易攜帶的問(wèn)題，人們開(kāi)發(fā)出采用易于液化的氨氣等作為氫載體的方法，可以解決氫燃料電池車(chē)在行駛時(shí)需要隨車(chē)攜帶高壓氣瓶時(shí)的安全隱患。

氫能源應用有氫內燃機，氫燃料電池兩條技術(shù)路線(xiàn)，目前各地布局氫能源產(chǎn)業(yè)，基本都是選擇氫燃料電池，這是為何?氫內燃機以傳統內燃機為基礎，通過(guò)燃燒氫氣來(lái)提供能量，其能量轉化效率與普通內燃機差不多。受限于卡諾循環(huán)，氫內燃機的能量轉換效率約為 40%。氫燃料電池是一種可以直接將燃料中的化學(xué)能轉換為電能的裝置，能量轉換效率較高，理論效率約為 80%。以目前技術(shù)水平，氫燃料電池實(shí)際工作時(shí)的能量轉換效率已經(jīng)能達到 50% 左右。兩種技術(shù)路線(xiàn)相比，顯然是能量轉換率高的更受市場(chǎng)青睞。

" 綠氫 " 是未來(lái)能源結構的核心

氫能源的應用不僅僅有汽車(chē)場(chǎng)景，因氫氣具有能量密度高、燃燒產(chǎn)物零污染等優(yōu)點(diǎn)，可作為未來(lái)能源實(shí)現綠色轉型的重要載體，有望在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、航空航天等方面有著(zhù)廣泛的應用。發(fā)展清潔綠色氫能源，可有效減少碳排放，對 " 碳中和、碳達峰 " 目標的實(shí)現具有重要作用。

根據生產(chǎn)來(lái)源和制備過(guò)程中的碳排放情況，氫氣可分為灰氫、藍氫和綠氫三種類(lèi)型?；覛涫峭ㄟ^(guò)煤、石油、天然氣等化石燃料，通過(guò)化學(xué)反應制備氫氣，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )有二氧化碳等污染物的排放。藍氫是在灰氫的基礎上，使用碳捕捉、利用與儲存等技術(shù)(CCUS)捕獲溫室氣體，實(shí)現低碳制氫。綠氫是基于可再生能源(太陽(yáng)能、風(fēng)能等)產(chǎn)生的氫氣，其生產(chǎn)過(guò)程中完全沒(méi)有碳排放。綠氫作為一種代表性的綠色新能源在全球能源轉型中可以扮演重要角色。

目前，電解水制氫是目前常用的一種綠氫制備技術(shù)，可以利用富余電能制備氫氣，實(shí)現電能轉化儲存。電解水制氫主要包括堿性電解水制氫、質(zhì)子交換膜電解水制氫和高溫固體氧化物電解水(SOEC)制氫。SOEC 技術(shù)具有制氫效率高、能耗低、全固態(tài)結構等優(yōu)勢，有望在綠氫制備領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。（來(lái)源現代快報）

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