到2022年國內氫氣市場規模將突破100億元-國際節能環保網-行業資訊

9月27日，由國家電網有限公司發起成立的中國綜合能源服務產業創新發展聯盟、中電聯售電與綜合能源服務分會聯合舉辦的中國綜合能源服務產業高峰論壇暨雲博會在北京釣魚台國賓館隆重召開。能見App將全程圖文直播。
當天下午，在“儲能與綜合能源服務”分論壇上，華中科技大學研究院、教授發表了主旨演講。他表示，氫能作為可再生能源的話，有高載能、多用途、零排放，將來能源版圖裏邊占有很重要的地位。
“以後整個能源網絡有可能有一個電網、還有一個氣網，所以氫能在能源綜合利用方麵是很好的補充。”塗正凱說。
他還稱，到2022年，國內氫氣市場規模將突破100億左右。但目前，製氫行業主要集中天然氣製氫、甲醇製氫、煤電廠製氫，對於電解水製氫沒有廣泛的推廣和應用。
以下是演講實錄：
我彙報題目是《製氫及燃料電池發電技術》，我彙報分五個方麵。
一、製氫發電技術
gangcaipeizongcongdadefangmianjiangchunengfazhanhemubiao，womencongxiaodefangmianjiushiqingnengdianchijiaodutanyitan，zaizhenggedianlixitonghuozhezonghenengyuandezuoyong。qingnengshilvsenengyuan，zaidianlizhuanhuayijidianlituotanfangmianyoufeichangzhongyaodezuoyong，suoyigeguodouzhidingxiangyingdezhengcetuidongqingnengfazhan。
為(wei)什(shen)麼(me)講(jiang)氫(qing)能(neng)？因(yin)為(wei)這(zhe)是(shi)全(quan)球(qiu)趨(qu)勢(shi)，由(you)於(yu)停(ting)電(dian)造(zao)成(cheng)的(de)損(sun)失(shi)，包(bao)括(kuo)傳(chuan)統(tong)集(ji)中(zhong)式(shi)的(de)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)方(fang)法(fa)與(yu)分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)模(mo)式(shi)的(de)衝(chong)突(tu)，再(zai)有(you)傳(chuan)統(tong)的(de)柴(chai)油(you)機(ji)碳(tan)排(pai)放(fang)、還有分布式能量管理的問題，所以氫能是很好的補充作用。
那麼氫能作為可再生能源的話，有高載能、多用途、零排放，將來能源版圖裏邊占有很重要的地位，而且可再生能源不再依靠單獨的電網，以後整個能源網絡有可能有一個電網、還有一個氣網，所以氫能在能源綜合利用方麵是很好的補充。
國內到2022年，整個氫氣市場規模將突破100億左右，但是目前製氫行業主要集中天然氣製氫、甲醇製氫、煤電廠製氫，對於電解水製氫沒有廣泛的推廣和應用，一方麵陸上風電、海上水電，主要電解水製氫存在技術瓶頸，海上如果大規模直接製氫是重要的方向，目前受到技術限製，電解效率非常低。
燃ran料liao電dian池chi它ta是shi一yi種zhong將jiang儲chu存cun化hua學xue能neng轉zhuan化hua電dian能neng的de裝zhuang置zhi，原yuan料liao就jiu是shi氫qing，把ba氫qing氣qi中zhong的de化hua學xue能neng轉zhuan化hua電dian能neng，陰yin極ji是shi空kong氣qi，陽yang極ji就jiu是shi氫qing氣qi，根gen據ju工gong藝yi大da小xiao分fen類lei可ke以yi分fen為wei便bian捷jie式shi、固定式、移動式，應用場合也不一樣的。
燃料電池目前主要問題還是我們關鍵材料、關鍵零部件與國際上有很大的差距，首先質子交換膜，“十二五”是1200毫安，到“十三五”末做到1600毫安，發電功率有很大的提升，也可能造成電池成本大幅下降；
另外就是催化劑，燃料電池目前商業化就是火碳，如果低鉑等是方向；第三是氣體擴散層，也是“十四五”重要的突破口；第四雙極板，組合氣體同時對外集流，現在主打產品是石墨板，現在可以做到和日本工藝密度相當的雙極板結構；最後是空壓機，現在90%以上都是進口。
燃料電池確實存在很多期待突破的關鍵技術，但是從十五到十三五，燃料電池整體有很成熟的進步，而且成本可以做到3000―4000美元。燃料電池第一高效、第二清潔、第三安全、第四無汙染，所以應用場合非常廣泛，對於城市分布式能源、包括軍用電源、包括交通領域、數字中心、通訊基站備用電源、以及偏遠山區分布式供能，都是燃料電池可以發揮很好作用的場合。
燃料電池2019年出貨量突破1100兆瓦，出貨量裏邊電池主要分三個領域，便捷式、固定式、交通領域，其實台套來說交通領域不占多數，但是交通領域單電池體量比較大，每個都是百兆瓦以上，所以占主導作用。
二、燃料電池分布式發電技術
燃料電池有那麼多優點，主要應用場合第一個就是分布式發電技術。對於分布式發電技術，燃料電池優勢是哪些？
主要包括 1、模塊化和可擴展；2、易安裝和環境友好；3、用戶獨立供電；4、良好的調峰作用；5、零排放；6、工作的時候噪音低。
燃料電池實際上有很多種類，現在最常用的兩個，第一個PEMFC，一個是SOFC，PEMFC工作溫度70-50度，SOFC工作溫度700度，工作溫度不一樣決定工作模式不一樣，對於SOFC一般固定電站，因為對壽命造成很大的影響。
有了燃料電池以後，可以把傳統的電網和新網有機結合起來，能源或者太陽能發電，第一部分解決住宅居民用電、第二可以返回電網，燃料電池對於電網大規模調節有很好的補充作用。
燃ran料liao電dian池chi它ta用yong的de氫qing，生sheng成cheng是shi水shui，這zhe個ge水shui又you是shi我wo們men電dian網wang電dian解jie主zhu要yao的de來lai源yuan，所suo以yi將jiang來lai與yu傳chuan統tong電dian網wang相xiang比bi的de話hua，我wo們men如ru果guo組zu建jian由you電dian變bian氣qi，以yi及ji氣qi變bian電dian兩liang種zhong模mo式shi，可ke以yi把ba傳chuan統tong電dian網wang和he氣qi網wang有you機ji結jie合he在zai一yi起qi，將jiang分fen散san、分布式電源相互協調起來，保證電網可靠性和安全性。
對於電解來說舉一個例子，1兆瓦輸出燃料電池係統占地麵積很小大概12米左右、高13米左右，長4米左右，而且總重量35-100噸左右。如果電解和供電全部加在一起，16兆瓦是30兆帕和50兆帕，現在可以做到150兆帕，總共麵積650平方米，非常小的體積，所以燃料電池體積密度很高的。除了可以用風電也可以碳電，燃料電池需要場景400米。
三、燃料電池分布式良好補充
分布式能源在美國、日本、丹麥、德國等國家得到廣泛應用，而且分布式能源是我國重要的保障，我國發改委、能源局都製定相關政策推動分布式能源的發展。我國分布式能源發展現狀，前麵很多專家都提到，實際上到2019年突破4000萬千瓦時，在可再生能源裏邊主要一部分就是燃料電池，最有代表性是日本，2018年已經突破25萬台套，到2030年目標想做到530萬台套，對於燃料電池分布式比例和市場前景，不管國內還是國際一致看好。
目前中國燃料電池主要沿海地區，燃料電池從舊基建到新基建非常廣泛的應用，5G、數據中心、人工智能、工業互聯網、包括軌道交通，能源裏邊有燃料電池汽車充電樁，燃料電池在新基建方麵發揮重要的作用。
特別是中心基站，由4G向5G發展，2009年的時候是2000千瓦，如果升成5G可能10萬千瓦以上，以前燃料想氫從哪裏來？現在可能風電、光電補充，也可以波穀進行補充，燃料電池在通訊基站應用以後，壽命比較長一般10-15年，而且可以遠程監控，監測氫氣產品剩餘壓力，就可以及時補充氫氣。
實際上2009nianhezhongguoyidongshouxianshifanliangtai，yunxingliangnianranliaodianchizhuangtaihaifeichanglianghao，tongguoranliaodianchiyuanchengjiankongmoshidehua，yiqianmeigejizhanyidaolianggeren，xianzaiyigerenkeyiguanjiwandejizhan，quanchengyuanchengjiankong，dadajieshengrenlichengben。
燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)在(zai)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)應(ying)用(yong)，大(da)規(gui)模(mo)應(ying)用(yong)有(you)供(gong)電(dian)的(de)問(wen)題(ti)，今(jin)年(nian)科(ke)技(ji)部(bu)也(ye)列(lie)了(le)一(yi)個(ge)重(zhong)大(da)專(zhuan)項(xiang)，解(jie)決(jue)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)用(yong)它(ta)用(yong)於(yu)熱(re)電(dian)聯(lian)供(gong)，我(wo)們(men)單(dan)位(wei)把(ba)這(zhe)個(ge)項(xiang)目(mu)拿(na)下(xia)來(lai)，想(xiang)做(zuo)兩(liang)個(ge)示(shi)範(fan)，第(di)一(yi)個(ge)珠(zhu)海(hai)做(zuo)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)3000千瓦，第二個新奧在北方做30千瓦熱電聯供，兩套燃料電池。燃料電池可以回歸電網，和光伏、儲能、充電樁有機結合起來，也是有效的儲能原件。
作為我們民用來說，燃料電池在江蘇、上海都有一些新能源小鎮的示範項目，這裏邊很大一部分就是氫，2008年李克強總理到德國的時候，當時德國大規模風光氫去哪裏？50%以上是氫，第一熱度比較高、第二碳排放比較少，大規模風光以後氫去哪？第一進到天然氣網，我國有示範，新加坡可以到15%，我國現在不到5%，如果大規模電解氫第一可以進入天然氣管網。
我們家電應用熱電聯供，相當於氫電池綜合能源分布，主要兩個燃料電池模式，目前對CCHP技術有比較多的困難，第一個LNG技術，係統集成上邊需要進一步突破；第di二er燃ran料liao電dian池chi大da規gui模mo示shi範fan比bi較jiao少shao，目mu前qian燃ran料liao電dian池chi與yu熱re電dian聯lian供gong能neng量liang管guan理li模mo式shi還hai需xu要yao進jin一yi步bu突tu破po，這zhe是shi我wo們men燃ran料liao電dian池chi分fen布bu式shi能neng源yuan裏li邊bian遇yu到dao的de問wen題ti。
四、氫氧燃料電池技術
氫(qing)氧(yang)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)也(ye)是(shi)一(yi)種(zhong)，原(yuan)來(lai)用(yong)的(de)是(shi)空(kong)氣(qi)，為(wei)什(shen)麼(me)談(tan)氫(qing)氧(yang)？氧(yang)氣(qi)來(lai)源(yuan)於(yu)電(dian)解(jie)的(de)氧(yang)氣(qi)，用(yong)在(zai)儲(chu)能(neng)罐(guan)裏(li)邊(bian)，為(wei)什(shen)麼(me)氫(qing)氧(yang)重(zhong)要(yao)性(xing)比(bi)較(jiao)高(gao)？以(yi)前(qian)沒(mei)有(you)大(da)規(gui)模(mo)分(fen)裝(zhuang)電(dian)解(jie)水(shui)，現(xian)在(zai)如(ru)果(guo)電(dian)解(jie)水(shui)以(yi)後(hou)，電(dian)解(jie)水(shui)陽(yang)極(ji)反(fan)過(guo)來(lai)是(shi)氧(yang)氣(qi)、qingqi，zhenghaobilikeyiweiranliaodianchifadian，shijishanglilunkeyizuodaowanquanbihe，jiushidianjieshuishengchengqingheyang，qingheyangxingchengshui，shuiyouhuidaodianjiecao，wanquanbihe。
燃料電池有區別，第一個壽命區別，最大問題水管理造成的問題，氫氧和氫風最大區別，氫氧需要生成氧氣排，有很多技術需要突破，2010年(nian)做(zuo)到(dao)現(xian)在(zai)有(you)很(hen)多(duo)問(wen)題(ti)許(xu)多(duo)突(tu)破(po)，優(you)勢(shi)把(ba)電(dian)解(jie)水(shui)完(wan)全(quan)消(xiao)了(le)，不(bu)需(xu)要(yao)外(wai)邊(bian)空(kong)氣(qi)，對(dui)外(wai)界(jie)空(kong)氣(qi)影(ying)響(xiang)比(bi)較(jiao)小(xiao)，可(ke)以(yi)在(zai)海(hai)島(dao)地(di)方(fang)直(zhi)接(jie)埋(mai)地(di)下(xia)不(bu)受(shou)空(kong)氣(qi)環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)，第(di)二(er)個(ge)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)水(shui)如(ru)果(guo)回(hui)收(shou)的(de)話(hua)，它(ta)不(bu)需(xu)要(yao)水(shui)可(ke)以(yi)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)，第(di)三(san)沒(mei)有(you)氫(qing)氣(qi)排(pai)放(fang)，也(ye)就(jiu)沒(mei)有(you)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)。所(suo)以(yi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)如(ru)果(guo)把(ba)電(dian)解(jie)水(shui)和(he)氣(qi)體(ti)全(quan)部(bu)密(mi)閉(bi)循(xun)環(huan)的(de)話(hua)，就(jiu)可(ke)以(yi)不(bu)受(shou)自(zi)然(ran)災(zai)害(hai)、空氣汙染的影響，而且任何地方都可以運行，所以將來電解水大規模推廣一個非常重要的燃料電池技術。這是我全部彙報，謝謝大家！
（根據演講速記整理，未經演講人審核）

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