我國氫能技術發展現狀和趨勢(三)
  來源:冶金技術網 發布時間:2022年06月20日 點擊數:

  三、“十四五”重點突破的技術方向及發展目標

  氫氣制備方面,現階段,我國堿性電解水制氫技術已經實現國產化,掌握了大型化單槽制造技術,處于國際領先水平。質子交換膜電解水制氫技術中,隔膜、電極及催化劑等關鍵技術裝備尚未實現國產化,與國際先進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大體與國際研究階段同步。“十四五”期間,應對質子交換膜電解水制氫技術、高溫固體氧化物電解制氫技術、太陽能光解水等新型制氫技術的關鍵材料、技術裝備進行集中攻關,提供綠色低碳氫源的重要保障基礎??稍偕茉措娊馑茪浼杉夹g方面,我國尚未有兆瓦級可再生能源電解槽長時間運行經驗,缺乏功率控制、動態響應、控制策略等方面的研究及實際運行。“十四五”期間,應結合不同制氫技術適用場景,鼓勵開展可再生能源制氫綜合能源系統關鍵技術應用、集成設計優化、協同耦合調控的示范試驗,力爭到2025年實現可再生能源-氫能綜合系統工程應用。

       氫氣儲運方面,我國在固定式高壓儲氫技術方面處于國際先進水平,需要進一步提高輸運用高壓氣態儲氫的儲氫密度和單車運氫量;在天然氣管道摻氫、純氫管道輸運技術和工程示范等方面與國外主要國家存在差距;低溫液態儲運技術在核心設備和部件大型化、集成應用規?;确矫娲嬖诓罹?,有機液氫技術、固態儲氫技術處于小規模示范試驗階段,總體與國際保持同步水平。針對我國在氫儲運技術方面存在的差距與不足,“十四五”期間,應鼓勵突破自主化氫氣儲運關鍵技術,在50MPa氣態運輸用儲氫技術、低溫液氫儲運技術、固態氫儲運技術及有機液體氫儲運技術等方面部署了關鍵技術裝備集中攻關重點任務;針對適用于規?;瘹鋬\的純氫/摻氫天然氣管道輸送及氫液化技術開展示范試驗,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目。

       燃料電池方面,我國的燃料電池技術在能源領域的技術儲備和工程應用相對薄弱。部分電堆材料、核心部件研發應用已經取得了顯著進展,但尚未經過長時間工程驗證。此外,在熱交換器、預重整器等輔機裝備,電堆集成設計優化,系統長期運行性能保證及可靠性等三方面仍然待進一步開展攻關和示范研究。“十四五”期間,應針對能源領域應用場景,以進一步提高燃料電池技術成熟度、優化設計結構、積累運行經驗、推廣先進工程應用為目的,開展不同燃料電池本體技術的集中攻關和集成設計優化,推動燃料電池向大規模、高效率方向發展并實現固定式發電、分布式功能等應用,力爭到2025年實現固定式燃料電池發電系統示范。

       氫氣加注方面,我國在加氫站關鍵技術方面與國際存在一定差距。雖然在35MPa等級加氫關鍵裝備方面已經取得了一定的突破,但可靠性及耐久性需要進一步驗證和提高,且國際上主流建設的70MPa等級加氫站關鍵技術裝備方面,我國處于研發階段,尚未實現工程應用。“十四五”期間,應針對我國在35MPa和70MPa等級加氫站關鍵裝備尚存在短板的問題,部署70MPa加氫機、滿足35MPa/70Mpa等級加氫站的壓縮機、涉及性能評價和控制技術、加氫裝備核心零部件的示范試驗,旨在以示范工程推動國產化技術水平的提高,力爭到2025年實現加氫站關鍵部件國產化。

       氫安全防控及氫氣品質保障方面,我國在氫氣泄漏檢測、安全測試評價、檢測試驗能力等方面均與國外存在較大差距。針對這一問題,“十四五”期間,應開展臨氫環境下臨氫材料和零部件氫泄漏檢測及危險性試驗研究,氫氣燃燒事故防控與應急處置技術裝備研究;在氫氣品質保障方面,考慮到未來一段時期內,副產氫仍然是我國主要的氫源,“十四五”期間,應鼓勵開展工業副產氫純化關鍵技術研究。

  四、氫能科技發展展望

       氫能技術是近年來被廣泛關注的戰略性新興能源技術,氫能產業鏈涵蓋制、儲、運、用四個環節。積極推動氫能技術研發應用,一是符合我國能源轉型的必然要求,二是對協同帶動能源全產業鏈發展、強鏈延鏈具有重要意義。未來應持續推動氫能制、儲、運、用全產業鏈技術創新,協同推動上下游產業鏈共同發展:一是聚焦氫氣制備關鍵技術,突破適用于可再生能源電解水制氫的各類電解水制氫關鍵技術,推動多能互補可再生能源制氫集成關鍵技術研發應用,開展多應用場景可再生能源-氫能的綜合能源系統示范;二是聚焦氫氣儲運技術,開展氣態、液態、固態氫儲運關鍵技術研究,開展摻氫/純氫天然氣管道及輸送關鍵設備安全可靠性研究,研發規?;瘹浯鎯κ痉堆b置;三是聚焦燃料電池設備及系統集成關鍵技術,開展高性能、長壽命不同技術路線的燃料電池技術研究,開展多場景下燃料電池固定式及分布式功能示范應用。

 

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