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我國氫能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(三)
  來源:冶金技術(shù)網(wǎng) 發(fā)布時間:2022年06月20日 點(diǎn)擊數(shù):

  三、“十四五”重點(diǎn)突破的技術(shù)方向及發(fā)展目標(biāo)

  氫氣制備方面,現(xiàn)階段,我國堿性電解水制氫技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,掌握了大型化單槽制造技術(shù),處于國際領(lǐng)先水平。質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)中,隔膜、電極及催化劑等關(guān)鍵技術(shù)裝備尚未實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,與國際先進(jìn)水平存在一定的差距。高溫固體氧化物電解制氫、太陽能光解水制氫等其他可再生能源制氫技術(shù)大體與國際研究階段同步。“十四五”期間,應(yīng)對質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)、高溫固體氧化物電解制氫技術(shù)、太陽能光解水等新型制氫技術(shù)的關(guān)鍵材料、技術(shù)裝備進(jìn)行集中攻關(guān),提供綠色低碳?xì)湓吹闹匾U匣A(chǔ)??稍偕茉措娊馑茪浼杉夹g(shù)方面,我國尚未有兆瓦級可再生能源電解槽長時間運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),缺乏功率控制、動態(tài)響應(yīng)、控制策略等方面的研究及實(shí)際運(yùn)行。“十四五”期間,應(yīng)結(jié)合不同制氫技術(shù)適用場景,鼓勵開展可再生能源制氫綜合能源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用、集成設(shè)計(jì)優(yōu)化、協(xié)同耦合調(diào)控的示范試驗(yàn),力爭到2025年實(shí)現(xiàn)可再生能源-氫能綜合系統(tǒng)工程應(yīng)用。

       氫氣儲運(yùn)方面,我國在固定式高壓儲氫技術(shù)方面處于國際先進(jìn)水平,需要進(jìn)一步提高輸運(yùn)用高壓氣態(tài)儲氫的儲氫密度和單車運(yùn)氫量;在天然氣管道摻氫、純氫管道輸運(yùn)技術(shù)和工程示范等方面與國外主要國家存在差距;低溫液態(tài)儲運(yùn)技術(shù)在核心設(shè)備和部件大型化、集成應(yīng)用規(guī)模化等方面存在差距,有機(jī)液氫技術(shù)、固態(tài)儲氫技術(shù)處于小規(guī)模示范試驗(yàn)階段,總體與國際保持同步水平。針對我國在氫儲運(yùn)技術(shù)方面存在的差距與不足,“十四五”期間,應(yīng)鼓勵突破自主化氫氣儲運(yùn)關(guān)鍵技術(shù),在50MPa氣態(tài)運(yùn)輸用儲氫技術(shù)、低溫液氫儲運(yùn)技術(shù)、固態(tài)氫儲運(yùn)技術(shù)及有機(jī)液體氫儲運(yùn)技術(shù)等方面部署了關(guān)鍵技術(shù)裝備集中攻關(guān)重點(diǎn)任務(wù);針對適用于規(guī)?;瘹鋬\(yùn)的純氫/摻氫天然氣管道輸送及氫液化技術(shù)開展示范試驗(yàn),力爭到2025年建成摻氫比例3%~20%,最大摻氫量200Nm³/h的摻氫天然氣管道示范項(xiàng)目。

       燃料電池方面,我國的燃料電池技術(shù)在能源領(lǐng)域的技術(shù)儲備和工程應(yīng)用相對薄弱。部分電堆材料、核心部件研發(fā)應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展,但尚未經(jīng)過長時間工程驗(yàn)證。此外,在熱交換器、預(yù)重整器等輔機(jī)裝備,電堆集成設(shè)計(jì)優(yōu)化,系統(tǒng)長期運(yùn)行性能保證及可靠性等三方面仍然待進(jìn)一步開展攻關(guān)和示范研究。“十四五”期間,應(yīng)針對能源領(lǐng)域應(yīng)用場景,以進(jìn)一步提高燃料電池技術(shù)成熟度、優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、推廣先進(jìn)工程應(yīng)用為目的,開展不同燃料電池本體技術(shù)的集中攻關(guān)和集成設(shè)計(jì)優(yōu)化,推動燃料電池向大規(guī)模、高效率方向發(fā)展并實(shí)現(xiàn)固定式發(fā)電、分布式功能等應(yīng)用,力爭到2025年實(shí)現(xiàn)固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)示范。

       氫氣加注方面,我國在加氫站關(guān)鍵技術(shù)方面與國際存在一定差距。雖然在35MPa等級加氫關(guān)鍵裝備方面已經(jīng)取得了一定的突破,但可靠性及耐久性需要進(jìn)一步驗(yàn)證和提高,且國際上主流建設(shè)的70MPa等級加氫站關(guān)鍵技術(shù)裝備方面,我國處于研發(fā)階段,尚未實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。“十四五”期間,應(yīng)針對我國在35MPa和70MPa等級加氫站關(guān)鍵裝備尚存在短板的問題,部署70MPa加氫機(jī)、滿足35MPa/70Mpa等級加氫站的壓縮機(jī)、涉及性能評價(jià)和控制技術(shù)、加氫裝備核心零部件的示范試驗(yàn),旨在以示范工程推動國產(chǎn)化技術(shù)水平的提高,力爭到2025年實(shí)現(xiàn)加氫站關(guān)鍵部件國產(chǎn)化。

       氫安全防控及氫氣品質(zhì)保障方面,我國在氫氣泄漏檢測、安全測試評價(jià)、檢測試驗(yàn)?zāi)芰Φ确矫婢c國外存在較大差距。針對這一問題,“十四五”期間,應(yīng)開展臨氫環(huán)境下臨氫材料和零部件氫泄漏檢測及危險(xiǎn)性試驗(yàn)研究,氫氣燃燒事故防控與應(yīng)急處置技術(shù)裝備研究;在氫氣品質(zhì)保障方面,考慮到未來一段時期內(nèi),副產(chǎn)氫仍然是我國主要的氫源,“十四五”期間,應(yīng)鼓勵開展工業(yè)副產(chǎn)氫純化關(guān)鍵技術(shù)研究。

  四、氫能科技發(fā)展展望

       氫能技術(shù)是近年來被廣泛關(guān)注的戰(zhàn)略性新興能源技術(shù),氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋制、儲、運(yùn)、用四個環(huán)節(jié)。積極推動氫能技術(shù)研發(fā)應(yīng)用,一是符合我國能源轉(zhuǎn)型的必然要求,二是對協(xié)同帶動能源全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、強(qiáng)鏈延鏈具有重要意義。未來應(yīng)持續(xù)推動氫能制、儲、運(yùn)、用全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新,協(xié)同推動上下游產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展:一是聚焦氫氣制備關(guān)鍵技術(shù),突破適用于可再生能源電解水制氫的各類電解水制氫關(guān)鍵技術(shù),推動多能互補(bǔ)可再生能源制氫集成關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應(yīng)用,開展多應(yīng)用場景可再生能源-氫能的綜合能源系統(tǒng)示范;二是聚焦氫氣儲運(yùn)技術(shù),開展氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)氫儲運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)研究,開展摻氫/純氫天然氣管道及輸送關(guān)鍵設(shè)備安全可靠性研究,研發(fā)規(guī)?;瘹浯鎯κ痉堆b置;三是聚焦燃料電池設(shè)備及系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù),開展高性能、長壽命不同技術(shù)路線的燃料電池技術(shù)研究,開展多場景下燃料電池固定式及分布式功能示范應(yīng)用。