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“有人將2018年定義為中國氫能發(fā)展的元年，從行業(yè)圈內(nèi)默默發(fā)展，到漸漸走近大眾視野，氫能被譽(yù)為21世紀(jì)最有前景的替代能源，各大企業(yè)爭相搶占?xì)淠苜惖馈淠苎杆俚倪M(jìn)入大眾視野，不是偶然，而是能源轉(zhuǎn)型的必然?！?/span>
01氫燃料電池簡史
縱觀歷史，氫能源技術(shù)并非新鮮事物，世界上許多國家都將氫能源作為戰(zhàn)略性能源來發(fā)展。
1776年氫氣首先被英國科學(xué)家亨利·卡文迪許（Henry Cavendish）認(rèn)定為一種獨(dú)特的元素，因?yàn)殇\金屬與鹽酸反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣。
1838年瑞士化學(xué)家 Christian Friedrich Schoenbein發(fā)現(xiàn)燃料電池效應(yīng)，結(jié)合氫氣和氧氣產(chǎn)生水和電流，并刊登在當(dāng)時著名的科學(xué)雜志。
1839年英國物理學(xué)家威廉?葛洛夫于2月把理論證明刊登于《科學(xué)的哲學(xué)雜志與期刊》，其后又把燃料電池設(shè)計(jì)草圖于1842年刊登，他因其成就獲得了“燃料電池之父” 的稱號。
1889年L.Mond 和C.Langer 以鉑為電催化劑，以鉆孔的鉑為電流收集器組裝第一個使用空氣和工業(yè)煤氣的燃料電池裝置。20世紀(jì)50年代英國劍橋大學(xué)的 Francis T. Bacon 建造了第一個實(shí)用的氫-空氣燃料電池 5千瓦（kW）系統(tǒng)為焊接機(jī)提供動力。同年，由哈利·伊律格（Harry Ihrig）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)也制造出15千瓦的燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)。
20世紀(jì)60年代燃料電池首次應(yīng)用在美國航空航天管理局（NASA）的阿波羅登月飛船上作為輔助電源，為人類登月球做出了積極貢獻(xiàn)，這也標(biāo)志著燃料電池由實(shí)驗(yàn)室階段開始轉(zhuǎn)入軍用階段的應(yīng)用。
1966年通用汽車推出了全球第一款燃料電池汽車Electrovan，該車動力系統(tǒng)由32個串聯(lián)薄電極燃料電池模塊組成，持續(xù)輸出功率為32千瓦，峰值功率為160千瓦，完美詮釋了燃料電池技術(shù)的可行性潛力。之后各大車廠均紛紛展開燃料電池汽車的研究。
2000年之前燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展氫燃料電池汽車概念設(shè)計(jì)及原理性認(rèn)證階段，以概念車形式推出氫燃料電池汽車。
2000-2010年是燃料電池汽車示范運(yùn)行驗(yàn)證、技術(shù)攻關(guān)研究階段。
2010-2015年是燃料電池汽車性能提升階段，這一階段燃料電池的汽車功率密度、壽命取得進(jìn)步，在特定領(lǐng)域商業(yè)化取得成功，在物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域率先使用，初步實(shí)現(xiàn)特定領(lǐng)域用車商業(yè)化。
2015年之后燃料電池汽車進(jìn)入商業(yè)化推廣階段，以Mirai和Clarity的上市代表著面向私人乘用車領(lǐng)域開始銷售，正式進(jìn)入商業(yè)化階段。
02我國多種制氫方式
制備氫氣的幾種主要方式包括化石燃料制氫、化工副產(chǎn)制氫、電解水制氫等：化石燃料熱化學(xué)重整制氫：目前氫氣的主要來源，全世界每年生產(chǎn)出約6000萬噸氫氣，其主要來自于天然氣分離，雖然這種方法成本低、技術(shù)較成熟、已形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，但其存在不可持續(xù)、不環(huán)保的缺陷、提純成本較高，廣泛用于我國的化工生產(chǎn)中，但運(yùn)用于燃料電池提純成本較高 。
化工副產(chǎn)制氫：目前燃料電池氫氣主要來源，主要包括氯堿工業(yè)副產(chǎn)氣、煤化工焦?fàn)t煤氣、合成氨產(chǎn)生的尾氣、煉油廠副產(chǎn)尾氣中進(jìn)行提純制氫，成本相對較低且對環(huán)境友好，現(xiàn)階段滿足下游燃料電池的生產(chǎn)需求，是目前比較適合的生產(chǎn)方式。
生物制氫：是指生物質(zhì)（農(nóng)業(yè)和森林殘余物、工業(yè)和城市垃圾、有機(jī)物廢棄材料等）通過氣化或熱解或生物過程制成氫。理論上可以實(shí)現(xiàn)廢物利用，具有清潔、節(jié)能和不消耗礦物資源等特點(diǎn)。技術(shù)上，生物質(zhì)制氫分為三類：生物質(zhì)熱裂解制氫、生物質(zhì)氣化制氫、生物質(zhì)超臨界水氣化制氫。
電解水制氫：雖然高效低碳可持續(xù)，且技術(shù)已成熟，但高成本是目前技術(shù)的使用障礙。根據(jù)能源方面的統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)未來5-10 年電解水制氫有望能夠?qū)崿F(xiàn)盈利。
我國燃料電池的短期內(nèi)化工副產(chǎn)氫產(chǎn)能足夠滿足氫燃料汽車需求。根據(jù)規(guī)劃，2020年，燃料電池汽車達(dá)5000臺，2025年5萬臺，2030年百萬臺，根據(jù)公開資料，若供給豐田Mirai（每天加2.5公斤氫氣行駛350公里），2020年、2025年、2030年需氫量分別為0.46萬噸、4.6萬噸、92萬噸。氫氣主要來源于氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫。
長期清潔能源轉(zhuǎn)換來看，來自可再生能源的電解水制氫是最終的可再生方案。電解水制氫最清潔、最可持續(xù)的制氫方式，并將成為燃料電池發(fā)展中最具潛力的制氫方法之一。
03水氫機(jī)利用清潔能源轉(zhuǎn)換制氫
水氫產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在多年來堅(jiān)持自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了小型化移動制氫和發(fā)電的目標(biāo)，為氫能的廣泛應(yīng)用打開了大門，解決了氫能應(yīng)用的安全問題、成本問題及加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)巨額投資問題，開發(fā)出甲醇重整制氫與燃料電池發(fā)電高度集成的系統(tǒng)裝置“水氫機(jī)”，該系統(tǒng)采用催化重整及純化多項(xiàng)技術(shù)從甲醇水中獲得高純氫，再通過質(zhì)子膜系統(tǒng)產(chǎn)生電、熱等多種能源，實(shí)現(xiàn)在同一設(shè)備中可移動即時制氫和發(fā)電，無需存儲氫氣。
水氫機(jī)的原料是甲醇和水，甲醇來源廣泛，來料便宜。甲醇是常溫常壓下含氫量最豐富的液態(tài)能源，是氫能轉(zhuǎn)換的最佳媒介。甲醇是可再生及重復(fù)利用的清潔能源，可以通過傳統(tǒng)化石能源獲取，也可通過太陽能、風(fēng)能等間歇式可再生能源轉(zhuǎn)換獲得，還可利用農(nóng)作物秸稈、動物糞便和有機(jī)物等生物質(zhì)能源發(fā)酵獲得，是氫能轉(zhuǎn)換的最佳媒介，可實(shí)現(xiàn)國家的中長期儲能。水氫機(jī)可為不同領(lǐng)域提供清潔供能解決方案，為人們帶來安全便捷、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、可持續(xù)的電力。
