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氢是未来能源网络的枢纽

2019-12-30 14:08  来源:上观资讯  浏览:  
近日,上海智能型新能源汽车研发与转化功能型平台获市政府批准,启动建设。建设投资经费中,有近3亿元用于采购新能源电池材料基础研究、燃料电池研发测试的设备。燃料电池可将氢这种燃料里的化学能转变成电能,排放出零污染的水。作为新能源汽车的一种,燃料电池汽车被很多业内人士视作未来汽车的“终极方案”。

多位专家认为,燃料电池汽车是氢能产业的一个重要载体,氢能产业正在全球兴起。长三角区域可率先在法规和规章上有所突破,把氢从“危险化学品”转变为“能源”进行管理,并加强跨省联动,为氢能产业发展提供制度保障和应用场景,迎接绿色“氢能社会”的到来。

氢是未来能源网络的枢纽

负责功能型平台的上海智能新能源汽车科创功能平台有限企业总经理缪文泉说,“氢能社会”这个概念源自日本。2014年,日本政府发布的《氢能与燃料电池战略路线图》为“氢能社会”建设规划了3个阶段,提出到2040年建成零碳氢燃料供给体系。在2016年路线图修订版中,日本政府增加了燃料电池汽车、加氢站、家用燃料电池供给系统的量化目标。目前,丰田等日本车企已售出燃料电池汽车10000多辆,配套的加氢站有100多座。家用燃料电池供给系统也在普及,20多万套氢能热电联产设备进入了日本家庭。

为什么要把“氢能社会”作为国家战略?缪文泉说明说,一方面,这与日本的化石能源匮乏有关;另一方面,氢能在未来能源体系中占有重要地位。《2019长三角氢能/燃料电池产业创新发展白皮书》指出,未来能源网络是电网、气网、氢网合一的立体结构,实现多能互补、能源有效转换。氢能作为清洁能源的重要载体,可消纳富余电量、灵活转化为电能,还可部分替代天然气,是能源三网合一的枢纽。

对我国来说,加快发展氢能产业,不仅能在全球能源变革中占得先机,培育出一个市场前景广阔的新兴产业,还能有效减少二氧化碳和污染物排放。“《巴黎协定》使我国面临很大的减排压力,提高氢能在能源体系中的比例,能让电力、交通、建筑等行业有效‘脱碳’。”智能型新能源汽车功能型平台副总经理陈碧峰说。

如何加快加氢站审批进程

当前,我国发展氢能产业的最大瓶颈不是技术,而是相关法规和规章将氢定性为“危化品”,而非“能源”。缪文泉说,危化品必须在化工园区生产,储存于危险品仓库。贴有这个标签的氢能在生产、储存、运输、使用等各个环节都受到诸多限制,难以推广应用。

“其实,氢气燃烧早已进入大家的生活。”陈碧峰告诉解放日报·上观资讯记者,“大家用过的煤气分为水煤气和焦炉煤气,它们的氢含量都超过50%,安全性很高。”研究氢能问题的上海市科学学所副研究员傅翠晓说,氢的安全性其实比汽油高。由于氢气密度低,储氢罐如果泄漏,氢气会向上逃逸,燃烧时成为“火炬”,危险系数是比较低的。然而在国内现行制度下,加氢站建设的审批流程比加油站建设复杂得多。

上海首座加氢站位于安亭国际汽车城。

记者从市科委获悉,上海现有7座已建成的加氢站,处于运营状态的有2座,其余5座还在消防、规划等部门审批过程中。如何优化加氢站等涉氢设施建设的审批流程?缪文泉认为,上海可积极顺应“氢能源化”的国际趋势,尽快构建推动氢能落地应用的法规和规章体系。有了制度保障,加氢站审批进程才会加快。“氢能推广应用的背后是一个潜力很大的产业,上海如果在制度层面有所突破,就能吸引投资,把这个绿色新兴产业做大做强。”

在傅翠晓看来,氢能产业可以为长三角区域一体化发展提供持久的新动能。长三角区域氢资源丰富,氢能产业技术国内领先,也具备良好的氢能示范应用基础。中国汽车工程学会今年5月发布了《长三角氢走廊建设发展规划》,长三角各省市政府可参照这一规划,实质性推动“氢走廊”建设。

“陪跑”催生国际先进成果

燃料电池是氢能产业的关键设备之一,加注氢气的燃料电池汽车则是氢能应用的重要载体。上海市政府和嘉定区政府出资建设、同济大学等5家单位组建的智能型新能源汽车功能型平台,其使命之一就是支撑燃料电池和燃料电池汽车研发,本着“存量共享、增量补缺”原则,为高校、科研机构和企业提供设备、技术、测试等系统服务。

5家单位组建上海智能型新能源汽车功能型平台。

目前,日本的燃料电池技术处于全球领先地位。丰田、本田、日产等车企已推出商用燃料电池汽车。与日本等一些发达国家相比,我国在燃料电池材料等底层技术以及膜电极组件等关键零部件领域,还有较大差距。

如何迎头赶上?上海市区两级政府出资近3亿元,用于采购新能源电池材料基础研究、燃料电池研发测试的设备。今后,智能型新能源汽车功能型平台将利用这些设备为研发人员提供服务,如利用原位分析设备,研究燃料电池中氢离子和氧离子的电化学反应过程;利用电堆研发和测试装备,提高国产燃料电池的寿命和可靠性。

2018年3月注册企业以来,这个平台组建了一个电池材料电化学分析团队,为高校、科研机构和企业提供技术支撑、资源整合服务。缪文泉将这种服务称为“陪跑”。如今,平台“陪跑”已催生出一个令人振奋的成果——上海一家初创企业采用创新结构设计,近日研制出功率密度大于丰田产品的燃料电池电堆样品,分为1千瓦、5千瓦两种规格。在平台支撑下,这家企业掌握了燃料电池双极板、密封等关键技术,拥有自主常识产权,有望在全国率先打造出国际先进、自主可控的量产燃料电池。

未来3年是智能型新能源汽车功能型平台的建设期,可以预见,它将推动上海的燃料电池、燃料电池汽车技术和产业更快发展。傅翠晓表示,在加强产业关键技术研发的同时,如何做好氢能产业的顶层设计,并在长三角一体化背景下进行产业布局和应用推广,值得立法和行政部门关注。

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