围绕氢燃料供给及氢燃料电池汽车产业发展,记者对国网浙江电科院能源互联网研究室高级工程师章雷其进行了专访。
记者:为了实现氢燃料电池汽车的更好发展,在氢燃料制取、储存方面需要重点解决哪些方面的问题?据了解,国网浙江电力探索开展了电—氢—热—车耦合的示范工程,该工程如何助力氢燃料电池汽车发展?
章雷其:在氢燃料制取方面,并不是所有的制取过程都是“绿色”的。目前,96%以上的氢气来自碳基化合物(如煤气化、天然气裂解和甲醇重整),制取过程会释放大量的二氧化碳,被称为“灰氢”。从全过程看,以“灰氢”作为燃料只是改变了碳排放途径,并没有降低碳排放总量。
以风、光等可再生能源“绿电”制取“绿氢”是实现燃料电池汽车真正零碳排放的关键。可再生能源电力电解水制氢用于燃料电池汽车,不仅可以实现全过程零碳,也可以实现可再生能源的多途径消纳,对于实现“双碳”目标具有重要意义。制取“绿氢”的电解水技术虽然已有百余年历史,但常规技术只适用于稳定性电源,如何用快速波动的可再生能源电力稳定、高效制氢是目前亟须攻克的难题。
安全、高效氢燃料存储是实现氢燃料电池推广应用的另一大关键。氢气体积能量密度较小,必须在高压下存储才能实现较高的储氢密度,常用的氢燃料电池汽车储氢压力为35兆帕和70兆帕(约为水下3500米和7000米的压力);但同时氢气也是自然界中最轻、最小的物质,易发生泄漏、逃逸,尤其是在高压下,泄漏风险更大。这两个看似矛盾的要求,给安全、高效储氢带来了巨大的挑战。高压储氢系统也是一个国家高端制造能力的象征。目前,我国正在全力开展高压储氢瓶、氢气压缩机及关键零部件,如阀门、仪表、高灵敏氢气检测传感器的技术攻关。
2020年,由国网浙江省电力有限公司牵头,成功申报了国家重点研发计划项目《可离网型风/光/氢燃料电池直流互联与稳定控制技术》。配套此项目,国网浙江电力将在宁波建设首个电—氢—热—车耦合的中压直流微网示范工程,项目所采用的技术路线,正是可以实现全过程零碳的“绿电制绿氢”技术,项目将在技术、运营模式、产业链三个方面助力燃料电池汽车发展。
一是通过产学研单位协同,开展前沿技术攻关,力争在波动性可再生能源制氢、高压安全储氢、高效燃料电池系统、先进能量管控系统方面取得一系列首创性技术突破,并应用于示范工程。二是通过构建丰富的应用场景,打造以可再生能源为基础的就地制氢—加氢—充电—热电联供一体化零碳电氢能源站,实现氢燃料电池车和纯电动车零碳交通的示范,对未来燃料电池汽车的运营模式、燃料电池汽车与纯电动汽车协同与电网互动进行积极的探索。三是通过示范引领,带动制氢—储氢—燃料电池—能量管控系统全产业链的发展,有力推动氢燃料电池汽车相关技术实用化。