【專題 | 「氫能源」氫能產(chǎn)業(yè)鏈_中國氫能源行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢】

氫能源作為現(xiàn)在最清潔的燃料電池，使用氫能源對于環(huán)境保護十分有意義。氫能源在具體的應(yīng)用方面，也有多個運用范疇。今天為大家列列舉了幾種氫能源的幾種應(yīng)用。

(一)、交通應(yīng)用

交通：2030年中國燃料電池車數(shù)量將達50000輛，說到氫能源通常人們都會想到交通行業(yè)——氫能源汽車。

隨著技術(shù)的成熟，氫加氣站的完善，近幾年來國際氫能舞臺的中國聲音也越來越多。2017年我國生產(chǎn)了1272量燃料電池車，比2016年生產(chǎn)的629輛，增長了102%，預(yù)計2018年超過3000輛。

不僅如此，數(shù)據(jù)顯示，中國是世界第一產(chǎn)氫大國，2015年產(chǎn)超過2200萬噸氫氣，占世界氫產(chǎn)量6500萬噸的34%。按照國家發(fā)展規(guī)劃要求，到2020年我國會擁有5000輛燃料電池車，2025年達到5萬輛，2030年達到百萬輛。

此外，氫能的應(yīng)用是多方面的，也是未來有望代替石油和天然氣的清潔能源。國際氫能委員會預(yù)測氫能貢獻發(fā)電占11.7%、交通占28.6%、工業(yè)能源占20.8%、建筑14.3%、化工原料占24.7%。在政府政策支持下，預(yù)計2030年，中國將成為世界最大的氫能與燃料電池市場?！?/p>

氫能汽車是以氫為主要能量作為移動的汽車。 氫能被視為全球最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗唬?并被不少國家、 車企及學(xué)者認(rèn)為是“終極新能源汽車解決方案” 。伴隨著汽車保有量持續(xù)增長， 以及氫能源汽車技術(shù)的完善和普及， 氫能源汽車未來市場發(fā)展前景廣闊。 中國汽車工程學(xué)會曾預(yù)測到2030年， 中國氫能汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值有望突破萬億元大關(guān)。

(二)、工業(yè)應(yīng)用

目前我國年產(chǎn)氫氣2100萬噸左右，主要應(yīng)用于合成氨、合成甲醇和石油煉化等化工行業(yè)。預(yù)計傳統(tǒng)用氫領(lǐng)域氫能需求隨市場變化有所波動，但大體保持穩(wěn)定，其中合成氨工業(yè)氫能需求在2030年前有所增加。隨著鋼鐵行業(yè)減煤壓力日益趨緊，氫氣在鋼鐵行業(yè)中的需求量有望快速增加。

燃料電池叉車在部分發(fā)達國家已開始商業(yè)化運營。在國內(nèi)，內(nèi)燃機叉車仍占據(jù)絕對主導(dǎo)，電動叉車尚處于發(fā)展期，燃料電池叉車基本屬于空白。2015年我國叉車銷量達33萬臺，國內(nèi)企業(yè)已開始向國外提供叉車用燃料電池的關(guān)鍵零部件。憑借其氫能加注速度快、無排放等優(yōu)勢，預(yù)計燃料電池叉車有望在2020年后逐步啟動商業(yè)化運營。

礦山機械是能源消耗大戶，地下裝載機除了能耗高，加上柴油機的廢氣污染，必須加強地下巷道的通風(fēng)，從而提高了采礦成本。電動地下裝載機解決了排放問題，但因電纜與架線問題，大大限制了設(shè)備使用范圍。蓄電池地下裝載機雖沒有排放問題，也沒有電纜與架線問題，但充電時間長、壽命短等因素制約著它的使用。燃料電池則提供了一個無排放、無污染、靈活性好、壽命長的解決方案。

(三)航天：世界新一代運載火箭以氫氧發(fā)動機為主動力

氫能源作為重要的新型能源最早用于國防軍事工業(yè)，尤其是航天領(lǐng)域。 氫元素是組成宇宙的重要的元素之一，但是人類制造液氫還是比較晚，在1898年在實驗室才生成液氫，跟其他技術(shù)一樣，都是首先用以國防軍事工業(yè)，最典型的地區(qū)是美國的載人登月計劃，阿波羅登月計劃土星五號運載火箭?！敝袊教炜萍技瘓F氫能工程技術(shù)研發(fā)中心主任譚永華介紹，我國到總共開發(fā)了四型氫氧發(fā)動機，主打的是長三甲系列發(fā)動機。目前為止已經(jīng)形成了完整的液氫航天工業(yè)體系，從生產(chǎn)、儲存、運輸、試驗及測控、安全與監(jiān)測，成果，包括形成了一系列的國家的軍用標(biāo)準(zhǔn)。

為了加快氫能源的開發(fā)與利用，今年六月我國首個軍民融合氫能工程技術(shù)研發(fā)中心在中國航天科技集團組建成立，專門以推動航天氫能技術(shù)軍民融合發(fā)展，推動氫能利用領(lǐng)域高端技術(shù)裝備研發(fā)和工程應(yīng)用為目標(biāo)，為我國綠色清潔氫能綜合開發(fā)利用注入動力。

目前世界新一代運載火箭以氫氧發(fā)動機或液氧煤油發(fā)動機作為主動力，并且，為了增強運載火箭的任務(wù)適應(yīng)性，各國積極發(fā)展上面級技術(shù)，形成擁有各種運載能力、能執(zhí)行多種任務(wù)的運載火箭系列。

(四)、建筑應(yīng)用

目前，我國建筑普遍存在耗能大，效率低，圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能不高等問題，并具有夏季空調(diào)用電量大，冬季采暖能耗高等特點。天然氣重整制氫用于燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)，不僅可以有效降低天然氣終端利用的排放強度，且具有多能互補、能綜合效高、保障供能可靠性等方面的優(yōu)點，未來具有一定市場推廣空間。此外，當(dāng)前我國應(yīng)急(EPS)與備用電源(UPS)市場主要以鉛酸電池為主，部分企業(yè)也開始采購?fù)艘蹌恿﹄姵亻_展基站備電技術(shù)示范，采用氫能的燃料電池可作為用戶側(cè)作為應(yīng)急或備用電源的備選方案。

(五)、電力系統(tǒng)應(yīng)用

雖然傳統(tǒng)的靈活性資源(電池、抽水蓄能)可以滿足較短時間尺度的調(diào)節(jié)，但隨著可再生能源滲透率達到一定高度，季節(jié)性調(diào)峰必不可少?；谌剂想姵睾蛢浼夹g(shù)，氫能可將功率和能量單元進行分離，大幅降低了大規(guī)模能量存儲的邊際成本。其次，氫能可在不同能源網(wǎng)絡(luò)之間進行轉(zhuǎn)化，可將可再生能源與化石燃料轉(zhuǎn)化成電力和熱力，也可通過逆反應(yīng)產(chǎn)生氫燃料替代化石燃料或進行能源存儲，從而實現(xiàn)了不同能源網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同優(yōu)化。第三，氫能可與二氧化碳結(jié)合，通過合成氣的方式聯(lián)結(jié)能源及化工部門，實現(xiàn)能量在更大尺度上的優(yōu)化運行。因此，基于氫能的多能互補也是實現(xiàn)未來高比例可再生能源的重要能源系統(tǒng)運行方式。

氫能源在這些行業(yè)得到具體的應(yīng)用還需要在技術(shù)和市場方面尋找新突破，但是其應(yīng)用范圍也帶來了發(fā)展的無限可能性。