8 月 8 日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委與國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、應(yīng)急管理部、國(guó)家能源局等部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南 ( 2023 版 ) 》。這是國(guó)家層面首個(gè)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南。文件指出，氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源 , 對(duì)構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo) , 具有重要意義。

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

氫燃料電池能量轉(zhuǎn)換效率較高

電解水制氫、氫氣與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生水，但凡是有基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)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(shì)：無碳排放、能量密度高、可大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存 …… 特別是在汽車應(yīng)用端，氫能源的嘗試早在 19 世紀(jì)就已經(jīng)開始，從最初的氫內(nèi)燃機(jī)，再到后來的氫燃料電池，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(zhēng)議。豐田早在 2015 年便推出氫燃料電池車 Mirai 車系，然而多年過去了，氫能源汽車的推廣仍然緩慢。特斯拉 CEO 埃隆 · 馬斯克更是多次在公開場(chǎng)合看衰氫燃料電池汽車。

目前，純電車看似更切合市場(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(dú)特優(yōu)勢(shì)。雖然純電車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(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。但氫氣具有能量密度高的特點(diǎn)，氫燃料電池車更易于實(shí)現(xiàn)高續(xù)航，續(xù)航里程為 700 公里左右。在長(zhǎng)途重載的交通工具上，仍有巨大應(yīng)用潛力，目前一些重型貨車已經(jīng)開始使用氫能。氫燃料電池車補(bǔ)充燃料時(shí)間短，加氫時(shí)間僅約為 3 分鐘。近年來，針對(duì)氫氣不易攜帶的問題，人們開發(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在行駛時(shí)需要隨車攜帶高壓氣瓶時(shí)的安全隱患。

氫能源應(yīng)用有氫內(nèi)燃機(jī)，氫燃料電池兩條技術(shù)路線，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(nèi)燃機(jī)以傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)為基礎(chǔ)，通過燃燒氫氣來提供能量，其能量轉(zhuǎn)化效率與普通內(nèi)燃機(jī)差不多。受限于卡諾循環(huán)，氫內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為電能的裝置，能量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換效率已經(jīng)能達(dá)到 50% 左右。兩種技術(shù)路線相比，顯然是能量轉(zhuǎn)換率高的更受市場(chǎng)青睞。

" 綠氫 " 是未來能源結(jié)構(gòu)的核心

氫能源的應(yīng)用不僅僅有汽車場(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)，可作為未來能源實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)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廣泛的應(yīng)用。發(fā)展清潔綠色氫能源，可有效減少碳排放，對(duì) " 碳中和、碳達(dá)峰 " 目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要作用。

根據(jù)生產(chǎn)來源和制備過程中的碳排放情況，氫氣可分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫三種類型。灰氫是通過煤、石油、天然氣等化石燃料，通過化學(xué)反應(yīng)制備氫氣，在生產(chǎn)過程中會(huì)有二氧化碳等污染物的排放。藍(lán)氫是在灰氫的基礎(chǔ)上，使用碳捕捉、利用與儲(chǔ)存等技術(shù)(CCUS)捕獲溫室氣體，實(shí)現(xiàn)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)過程中完全沒有碳排放。綠氫作為一種代表性的綠色新能源在全球能源轉(zhuǎn)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(xiàn)電能轉(zhuǎn)化儲(chǔ)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(jié)構(gòu)等優(yōu)勢(shì)，有望在綠氫制備領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。（來源現(xiàn)代快報(bào)）

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