在全球能源行業(yè)大變革的背景下,被視作人類“終極能源”的氫能備受青睞。當(dāng)前,氫能已告別“概念性”階段,進(jìn)入到踏踏實(shí)實(shí)干的新常態(tài)。
公開資料顯示,氫作為一種無色、無味的氣體,廣泛的分布于地球的地表、地幔、地核和大氣層中,是宇宙中最為重要,質(zhì)量最輕,最為清潔、最為豐富元素之一。
在化石燃料消耗量日益增加的大背景下,氫能源在國(guó)際上廣泛應(yīng)用在交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域,極大豐富了能源構(gòu)成,降低了傳統(tǒng)化石燃料對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí),由可再生能源發(fā)電所產(chǎn)生的氫氣,是完全零碳式能量載體。
2016年國(guó)家發(fā)布的《“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確規(guī)定,進(jìn)一步發(fā)展壯大與氫能源相關(guān)的新能源汽車、新能源、節(jié)能環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
最近一段時(shí)間,在地方政府、資本與企業(yè)的合力下,氫能源領(lǐng)域投資呈現(xiàn)遍地開花之勢(shì),江蘇、浙江、上海、廣東等地在氫能源產(chǎn)業(yè)方面的布局正在明顯提速。其中,以氫能燃料電池為主的技術(shù)應(yīng)用備受業(yè)界關(guān)注。在資本市場(chǎng),不少嗅覺靈敏的A股上市公司已搶先一步跨進(jìn)燃料電池“商業(yè)圈”。
有分析人士稱,汽車正逐漸分為“過去”與“現(xiàn)在”兩個(gè)概念,也就是傳統(tǒng)型汽車與新能源汽車。氫能燃料電池汽車具有無污染、能耗低、續(xù)航能力長(zhǎng)、適用地域廣等諸多特點(diǎn)。
按照《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》預(yù)測(cè),截至2030年,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將達(dá)到萬億元。
加氫站不足、標(biāo)準(zhǔn)制定仍是產(chǎn)業(yè)化障礙
正如汽油車需要加油站、電動(dòng)車需要充電樁,氫燃料電池也需要燃料站。除其本身價(jià)格高昂之外,缺乏基礎(chǔ)設(shè)施加氫站,也是制約氫燃料電池車商業(yè)化的瓶頸。
據(jù)國(guó)外網(wǎng)站H2stations.org于2017年2月21日發(fā)布的第9期全球加氫站統(tǒng)計(jì)報(bào)告,2016年全球新增92座加氫站,比2015年的54座加氫站增加了70%,截止到2017年1月,全球正在運(yùn)營(yíng)的加氫站達(dá)到274座,其中有4座是2017年初開放。不過,與國(guó)外大規(guī)模建站不同,目前中國(guó)現(xiàn)有加氫站數(shù)量稀少,僅不到10座,且沒有長(zhǎng)期規(guī)劃。
標(biāo)準(zhǔn)制定與推廣也制約著氫能產(chǎn)業(yè)落地發(fā)展。原中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院院長(zhǎng)、全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)主任委員馬林聰認(rèn)為,產(chǎn)品要走向社會(huì)化,如果沒有相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)支撐,沒有加氫站可靠合理安全的建設(shè)布點(diǎn),產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品推廣就會(huì)受限。
迄今,氫能方面的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)超過21項(xiàng),但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,而沒有相應(yīng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的支撐,新產(chǎn)品推廣就要受限。此外,氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在離不開政府政策支持的同時(shí),更離不開企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)支撐、以及資本的介入。
水氫加速突破氫能發(fā)展瓶頸
目前制約燃料電池技術(shù)應(yīng)用的主要障礙是氫氣的儲(chǔ)運(yùn)、加注等問題。采用高壓儲(chǔ)氫瓶?jī)?chǔ)氫有很多問題,比如儲(chǔ)氫量太小,成本高,而且安全隱患大,加氫困難等,難以實(shí)際推廣和應(yīng)用。
然而甲醇是自然界中最佳的儲(chǔ)氫介質(zhì),其來源廣泛,它除了可以通過傳統(tǒng)化石能源獲得,還可以通過太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)等可再生能源獲得,50%的甲醇水儲(chǔ)氫量高達(dá)100g/L,幾乎與液氫相當(dāng)。
一位名叫向華的博士,帶著他多年研究的水基能源向華理論,率領(lǐng)他的研發(fā)團(tuán)隊(duì),在廣東東莞樟木頭鎮(zhèn)上,成立了一家廣東合即得能源科技有限公司,在2009年,成功開發(fā)出利用甲醇和水摩爾比1∶1作為原料的水氫機(jī)。該裝置體積小,重量輕,而且低成本,制出純度高達(dá)“99.9999%”的氫氣,是燃料電池最好的氫源。
隨著剩余電能的高容量?jī)?chǔ)存技術(shù),甲醇可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存由間歇性能源所產(chǎn)生的剩余電量,而且這種類型的儲(chǔ)存技術(shù)靈活,便于分散操作,使得可再生能源得以更好的融入電力生產(chǎn)中。
同時(shí),水氫產(chǎn)業(yè)對(duì)區(qū)域能源產(chǎn)業(yè)上下游有巨大帶動(dòng)效應(yīng),包括甲醇制取、提純、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、電動(dòng)汽車、備用電源、無人機(jī)等領(lǐng)域,將形成龐大的水氫產(chǎn)業(yè)集群聚集。其中,水氫通訊基站直供電源目前已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。
現(xiàn)在水氫產(chǎn)業(yè)面臨的問題不是技術(shù)方面的,而是意識(shí)方面的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),水氫能源作為新興能源其實(shí)安全應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。與汽柴油相比,水氫燃料熱值低,閃點(diǎn)高,不易點(diǎn)燃,爆炸極限高,危害性遠(yuǎn)低于汽柴油,且沸點(diǎn)高,汽化潛熱大,揮發(fā)量小,加注現(xiàn)場(chǎng)濃度低于汽柴油。因此,在加注站加注水氫燃料是安全的,車輛在行駛中也可確保安全。關(guān)鍵是要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的生產(chǎn)安全管理制度。在未來車用能源中,水氫汽車與傳統(tǒng)電力將并存互補(bǔ),共同支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“氫能發(fā)展已進(jìn)入到群雄逐鹿的時(shí)代。”有業(yè)界人士指出,在未來的3到5年時(shí)間內(nèi),即2020年左右,氫能產(chǎn)業(yè)會(huì)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展,而這個(gè)爆發(fā)點(diǎn)只會(huì)提前不會(huì)推遲。而水氫產(chǎn)業(yè)的到來,將加速這一爆發(fā)點(diǎn)的到來。
盡管與傳統(tǒng)能源相比,水氫產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)占有率具有極大的提高潛力,但可以預(yù)見的是,隨著政府在政策層面的重視和支持,以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的完善和技術(shù)創(chuàng)新的延展,水氫產(chǎn)業(yè)受到的關(guān)注度將持續(xù)發(fā)酵,市場(chǎng)前景將越來越清晰。