低压固态储氢:下一代储氢技术新进展

来源:中国发展改革 | 作者:榆氢网 | 发布时间 :2024-12-10 | 19 次浏览: | 分享到:



在日前举办的2024年粤港澳大湾区全球招商会上,与以往不同的是,除了政策招商、资源招商,还多了一项场景招商,这里汇聚了人工智能、低空经济、新型储能、生物医药、高端装备等新质生产力的新技术,为这些新技术寻找实际应用的场景需求,促进新技术对接落地。

以低压固态储氢为技术优势的广东佳邑新能源科技有限公司吸引了记者的注意,这项技术由华北电力大学共同研究成果转换。展台上摆放着制氢加氢一体机、氢储能柜、一辆氢能高尔夫球车等系列的实用产品,他们生产的一款助力车已经成功开拓了海外市场。

氢能产业是全球能源技术革命和产业发展的重要方向,被视为实现全球碳减排的重要路径。氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源,可广泛应用于工业、交通、建筑、发电等领域。氢能产业链包括氢能端和氢燃料电池端,涉及氢能生产、储存、运输、利用等多个环节。目前,全球氢气的主要生产来源是化石能源,但未来绿氢(利用可再生能源制取的氢气)将成为重要发展趋势。氢能产业链较长且复杂,包括制氢、储氢、运氢、加氢以及燃料电池等多个环节,各环节均存在众多技术和市场机遇。我国对氢能产业高度重视,出台了一系列支持政策。2022年3月,国家发展改革委、能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划2021-2035年》,从国家层面为氢能产业制定了顶层设计。

“氢气密度很小,性质比较活泼,比较容易发生化学反应。在制氢、储氢、运氢等氢能产业链条中最难解决的是如何高效安全地储运氢气。目前我国大多沿用的是日本高压储氢技术,对设备的维护和防范要求很高,因此投资成本增加,这也是制约氢能发展的一个重要原因。”华北电力大学成果转化中心主任张海告诉记者:“我们和广东佳邑新能源共同研发的这个低压固态储氢技术很好地解决了安全性和投资成本高的问题。”

谈起这项技术的优势,张海娓娓道来:低压固态储氢的储氢压力最高不超过3.5MPa,能降低储氢成本和提高安全性;燃料电池没有后续的电子垃圾处理问题,环保;充放循环次数高,固态储氢循环寿命在6000次,超过大多数锂电池;可常温常压快速充放,环境温度影响小,能够降低使用成本;全链条过程零碳排放,实现清洁可持续的能源发展;固态储氢质量密度高2.0~3.5wt%。体积储氢密度是传统高压35mpa储氢瓶的3~5倍,大大提高续航里程。

“这小小一罐氢能够跑85公里。”张海取出助力自行车里保温杯大小的银灰色储氢罐告诉记者。在谈到和高压储氢、锂电池的比较优势时,他谈道:“相比高压储氢,我们的储能密度要高1.8倍~2.5倍左右,而与锂电池相比,也有很多优势。锂电池主要材料碳酸锂是我国较为稀缺的资源,大部分都是进口为主,高峰时一吨价格高涨到50万元,同时面临国际贸易反倾销调查等等风险,而我们低压固态储氢的材料是我国比较富集的稀土材料,储氢材料价格与锂电池基本不相上下,虽然我们现在还在应用阶段,但是能量密度已经比锂电池高一倍,随着我们的技术发展,储能密度还能提高,而且低压固态储氢不受气候影响,在寒冷的天气里也能持续供能。另外在大家的传统观念中,氢气容易出现爆炸等安全性问题,而低压固态储氢正好解决了这一问题,氢气从固态储氢材料里面释放出来,是一个吸热的过程,使得氢气释放不是很剧烈,逃逸性能是比较好的,所以很安全。”

记者了解到,广东佳邑新能源是华北电力大学氢能研发实训基地,华北电力大学不仅开创了全国首个氢能专业,还是国家储能技术产教融合创新平台重点实验室,2021年获国家发展改革委和教育部共同批复的国家储能技术产教融合创新平台。

目前,广东佳邑新能源开发团队主要来自华北电力大学,在能源行业深耕多年,尤其是氢能源领域,具备坚实的科研基础和丰富的开发经验,为多项氢能源示范项目及科研课题提供核心技术支持。项目团队早在2016年就开始了固态储氢研究,积累了大量的知识产权成果和产品应用经验,目前团队已研发自主知识产权三十余项,其产品在内部结构、温控比、气体流道设计等方面拥有独特优势,固态储氢关键参数质量储氢密度(wt%)达到2~7,远高于国内其他企业1.5~3的技术水平,达到国际先进水平。

在华北电力大学氢能研发实训基地广东佳邑科技新能源厂区,记者见到了华北电力大学能动专业的张飞宇博士,他担任该公司的技术总监,正在这里一边工作一边完成关于固态储氢系统的博士论文。他告诉记者:“低压固态储氢在交通领域、低空经济等领域可以进行应用。具体到交通领域,可以在共享交通领域推广,比如两轮车、助力车、景区观光车、巡逻车以及环卫车、公交车、港口大型装备车等,在水上和空中也有很多应用场景,比如景区游船、中大型无人机、大型飞行场景等,我们都有比较好的适配技术。目前,低压固态储氢还是一个新技术,大家还不太认识它,先要找到最适配的场景进行应用。”

作为一项新技术,低压固态储氢能否在氢能“红海”中实现市场突破?

“在产业化方面,我们已经走在行业的前列。目前,我们不仅有产品销售到韩国等地,另外,在国内即将有几千台产品批量化投放,不久的将来,会在成都、无锡等地投放一批共享氢能电动车。”广东佳邑新能源董事长李雷告诉记者。

广东佳邑新能源投资方负责人对未来低压固态储氢产业发展充满了信心和期待。他认为新能源是大势所趋,也是国家未来发展的重点方向。“目前我们商业化应用已经开始,产品已经开始销售,今年预计突破1000万美元,明年估计应该能达到上亿元。”他也对记者分析了关于新技术走向市场的思考:“在推广初期,找到一个适配的市场很重要,哪怕市场规模比较小,政府也应该多提供可能的应用场景,实现区域化的应用。”

日前,国家发展改革委国家节能中心、广东省节能中心、广东省技术经济研究发展中心来到基地调研,对项目的先进性和创新性给予了高度评价。

广东省节能中心项目部部长张磊提出,将来可实现离网分布式置氢能试点,对推进城乡融合和区域协调发展做出技术贡献。广东节能中心将为广东佳邑新能源的低压高密度固态储氢项目提供必要的专业指导,携手为传统能源赋能,助力乡村振兴和能源转型升级。

张海表示,将充分发挥研究技术优势,扎实推进落地实施战略。有效利用风力、太阳能这类清洁低碳无污染排放的绿色能源及过剩电力能源,结合固态储氢的新型储能技术优势,融合产业制、储、运、用的全覆盖链条,突出固态氢能持续运行、高密度、能量保持不衰减、低压安全等特点,带动产业经济发展,推动氢能发展新需求、市场新机遇。


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