目前，商用電解槽法，能耗水平約為4.5~5.5kWh/Nm3H2，即50~67kWh/kgH2。由此推算，水電解制氫成本中電費(fèi)成本超過(guò)20元/kg(電價(jià)按0.4元/kWh計(jì)算)。因此，水電解制氫的關(guān)鍵在于降低用電價(jià)格或是降低電解過(guò)程的能耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率，然而后者也是技術(shù)難點(diǎn)所在。目前，日本再次突破技術(shù)，提高了電解水制氫的能量轉(zhuǎn)換效率，但能耗水平依然在3.8kWh/Nm3H2。

據(jù)云南省科技廳消息，云南省正在編制“綠色能源牌”三年科技行動(dòng)計(jì)劃，重點(diǎn)是水電鋁、水電硅、新能源汽車(chē)、水電氫、材料基因工程等“綠色能源牌”重點(diǎn)領(lǐng)域。其中，水電氫作為清潔載能產(chǎn)業(yè)，首次被列入云南省“綠色能源牌”打造工程。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全球能源需求不斷增長(zhǎng)，煤、石油等化石燃料因不可再生，終有枯竭的一天。同時(shí)，使用化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體造成全球變暖、冰雪融化、海平面上升等環(huán)境問(wèn)題，也越來(lái)越被社會(huì)重視。

近年來(lái)，隨著應(yīng)用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，氫能作為清潔的二次能源，與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)備受世界各國(guó)關(guān)注，美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提升到國(guó)家能源戰(zhàn)略高度。

2016年，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等聯(lián)合發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》，提出了能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新行動(dòng)路線圖，將“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”列為15項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一。這意味著，氫能產(chǎn)業(yè)也被我國(guó)納入了國(guó)家能源戰(zhàn)略。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

點(diǎn)擊詳情

氫能或?yàn)槟茉吹慕K極形態(tài)

隨著石油煉制工業(yè)，以及石油化學(xué)工業(yè)飛速發(fā)展，氫氣消耗量也在迅速增加。在石油、化工、精細(xì)化工、醫(yī)藥中間體等行業(yè)中，氫氣是重要的合成原料氣;在冶金、電子、玻璃、機(jī)械制造等行業(yè)中，氫氣也是不可缺少的保護(hù)氣，同時(shí)氫氣也被用作特種航天燃料?，F(xiàn)在，氫氣作為清潔能源，在歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū)被廣泛使用。

國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐表明，氫氣作為清潔的二次能源，可廣泛應(yīng)用于燃料電池車(chē)輛(包括乘用車(chē)、商用車(chē)、特種車(chē)、軌道車(chē)等)、發(fā)電(包括熱電聯(lián)供分布式發(fā)電、備用電源等)，也可摻入天然氣用于工業(yè)和民用燃?xì)?。此外，氫能具有可?guī)?；瘍?chǔ)存的特性，是未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。其廣泛應(yīng)用可部分替代石油、天然氣等化石能源，是解決目前能源危機(jī)、環(huán)境污染的良方。

從歷史上三次能源革命來(lái)看，化石燃料時(shí)代向綠色能源時(shí)代的轉(zhuǎn)變是能源開(kāi)發(fā)利用的自然規(guī)律和趨勢(shì)。傳統(tǒng)燃料中碳原子與氫原子數(shù)目之比從固態(tài)的煤(1∶1)，到液態(tài)的石油(1∶2)，再到氣態(tài)的天然氣(1∶4)。加氫減碳的趨勢(shì)，決定了零碳綠色氫能或?yàn)槲磥?lái)新能源的終極形態(tài)。氫能具有能量密度大、轉(zhuǎn)化效率高、儲(chǔ)量豐富、適用范圍廣和環(huán)保無(wú)污染等特點(diǎn)，從開(kāi)發(fā)到利用全過(guò)程可實(shí)現(xiàn)零排放、零污染，是最具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉础?/p>

目前，我國(guó)可再生能源持續(xù)高速增長(zhǎng)，但能源結(jié)構(gòu)中火電占比仍然過(guò)高，與美日等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)可再生能源的發(fā)展前景更大。截至今年6月底，我國(guó)包括水電在內(nèi)的可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到6.8億千瓦，不到全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的40%。

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

點(diǎn)擊詳情

不過(guò)從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，在化石燃料枯竭后，可再生能源中目前發(fā)電裝機(jī)最多的水電、風(fēng)電、光伏均在時(shí)間、空間具有一定局限性，難以完全填補(bǔ)化石能源發(fā)電的缺位。尤其我國(guó)水電主要分布于西南和南方地區(qū)，其汛期與枯期發(fā)電能力季節(jié)性不平衡，是西南地區(qū)棄水的重要原因;裝機(jī)容量第二的風(fēng)電，除了占用土地(海洋)面積較多外，還存在發(fā)電不穩(wěn)定、不可控的明顯缺陷;光伏不僅存在晝夜間歇性工作的特點(diǎn)，還有轉(zhuǎn)換效率不高、占地面積大等劣勢(shì)。如何在水、風(fēng)、光外，進(jìn)一步豐富我國(guó)可再生能源類(lèi)型，是我國(guó)進(jìn)一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)綠色發(fā)展面臨的重要命題。

制約我國(guó)可再生能源發(fā)展的另一個(gè)問(wèn)題是，可再生能源生產(chǎn)地遠(yuǎn)離我國(guó)用電負(fù)荷中心，造成供需不平衡，并導(dǎo)致棄水、棄風(fēng)、棄光的現(xiàn)象突出。去年，全國(guó)棄水電量515億千瓦時(shí)，棄風(fēng)電量419億千瓦時(shí)，棄光電量73億千瓦時(shí)。今年上半年，全國(guó)棄風(fēng)電量182億千瓦時(shí)，棄光電量30億千瓦時(shí)，主要流域水電棄水電量約38.5千瓦時(shí)。雖然風(fēng)電和光伏發(fā)電消納形勢(shì)有所好轉(zhuǎn)，棄電量和棄電率“雙降”，但情況仍然不容樂(lè)觀，部分地區(qū)(新疆、甘肅)棄風(fēng)率依然高于20%。利用可再生能源富余電量制備氫氣，并發(fā)揮氫能的儲(chǔ)能作用，平衡可再生能源峰谷矛盾，不失為解決問(wèn)題的一計(jì)良策。

理論上，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)只需要制氫系統(tǒng)、儲(chǔ)氫系統(tǒng)和氫發(fā)電系統(tǒng)三個(gè)部分。工作原理也比較簡(jiǎn)單：制氫系統(tǒng)利用富余電量電解水制氫，由高效儲(chǔ)氫系統(tǒng)將制得的氫氣封存起來(lái)，待需要通過(guò)燃料電池發(fā)電回饋到電網(wǎng)。同時(shí)，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以與氫產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)合，在化工生產(chǎn)、燃?xì)狻⑷剂想姵仄?chē)等方面發(fā)揮更大的作用。該系統(tǒng)基于電能鏈和氫產(chǎn)業(yè)鏈兩條路徑實(shí)現(xiàn)能量流轉(zhuǎn)，可同時(shí)提升電能質(zhì)量與氫氣作為化學(xué)原料的附加價(jià)值。

今年6月，青海通過(guò)風(fēng)光水互補(bǔ)，成功實(shí)現(xiàn)了連續(xù)9天、216小時(shí)使用清潔能源供電。特斯拉在發(fā)布儲(chǔ)能電池(Powerpacks)時(shí)做過(guò)預(yù)測(cè)，當(dāng)美國(guó)所有房屋樓頂都鋪滿太陽(yáng)能板時(shí)，其發(fā)電能量足以替代美國(guó)所有的其他能源。這意味著，隨著可再生能源發(fā)電裝機(jī)的增長(zhǎng)，可再生能源的供應(yīng)不是問(wèn)題，但如何解決可再生能源周期性的不平衡才是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。氫儲(chǔ)能系統(tǒng)如果可以成功運(yùn)用，正好可以解決這一難題。

氫燃料電池前景豐滿但現(xiàn)實(shí)骨感

氫燃料電池是將氫氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，具有轉(zhuǎn)換效率高、零排放等特點(diǎn)，是目前最有前景的氫能利用場(chǎng)景，同時(shí)也是氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心組成部分。之所以將氫氣運(yùn)用在燃料電池中，是因?yàn)槿剂想姵厥褂眠^(guò)程中熱量釋放相對(duì)較少，根據(jù)能量守恒定律，其能量轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)高于內(nèi)燃機(jī)。以氫氣作為能源載體的燃料電池車(chē)能效，較使用傳統(tǒng)燃料的內(nèi)燃機(jī)車(chē)能效提升2.5倍。

今年5月，李克強(qiáng)總理在日本訪問(wèn)時(shí)，參觀考察了豐田汽車(chē)北海道廠區(qū)，深入了解了氫燃料電池汽車(chē)Mirai，使得氫燃料電池再次走進(jìn)公眾視野。充氫3分鐘、續(xù)航650公里兩項(xiàng)數(shù)據(jù)直擊純電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航里程短的兩大“痛點(diǎn)”。因此，不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，氫能源汽車(chē)是新能源汽車(chē)的終極形態(tài)。

Mirai是日本豐田2014年底推出的全球第一款氫燃料電池量產(chǎn)車(chē)型，該車(chē)2015~2017年銷(xiāo)售合計(jì)約5700輛。目前，Mirai的年產(chǎn)量約為3000輛，根據(jù)豐田計(jì)劃，在2020年前后包括Mirai在內(nèi)的氫燃料電池車(chē)銷(xiāo)量將擴(kuò)大至每年3萬(wàn)輛以上。

實(shí)際上，豐田并不是唯一布局氫燃料電池的車(chē)企。上世紀(jì)90年代以來(lái)，奔馳推出燃料電池汽車(chē)necar1，豐田推出FCHV-adv，本田推出FCXClarity，現(xiàn)代推出ix35燃料電池版。上汽集團(tuán)、宇通客車(chē)、中通客車(chē)、比亞迪、金龍汽車(chē)、北汽集團(tuán)等國(guó)內(nèi)車(chē)企，在氫燃料領(lǐng)域也有布局研究，但因成本造價(jià)等問(wèn)題至今還未大量生產(chǎn)。

與自動(dòng)駕駛、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)不同的是，氫燃料電池并不是一項(xiàng)比較新的技術(shù)。早在1966年，通用汽車(chē)就打造出了世界上第一輛氫燃料電池汽車(chē)——Electrovan。在該車(chē)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，燃料電池的耐久度、環(huán)境適應(yīng)性都有不錯(cuò)的表現(xiàn)。這套燃料電池系統(tǒng)后被移植到了NASA登月探險(xiǎn)車(chē)上。

然而，受成本制約，氫燃料汽車(chē)至今仍未實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化。氫燃料電池在使用過(guò)程中需要加氫，但氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸具有一定的門(mén)檻，制約了氫能的推廣。目前，儲(chǔ)氫分為氣態(tài)和液態(tài)兩種方式。其中，氣態(tài)儲(chǔ)氫單位體積儲(chǔ)存量小，且安全性差;液態(tài)儲(chǔ)氫在氫液化過(guò)程中也會(huì)消耗大量能量(壓縮功)，且該方式對(duì)儲(chǔ)器的絕熱性能要求也較高。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)氫燃料電池車(chē)的普及，也需要建立整套配套設(shè)施，與純電動(dòng)汽車(chē)配套充電設(shè)施相比，加氫站建設(shè)成本更高(約1500萬(wàn)元)，且靈活性不足。這意味著，氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅需要借助政府的行政力量加以引導(dǎo)，還需要具有清晰、成熟的商業(yè)模式可循。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球目前建成的加氫站僅300多座，其中我國(guó)投入運(yùn)營(yíng)的加氫站僅為13座。

此外，目前已發(fā)現(xiàn)的最適用于氫燃燒電池的催化劑，是貴金屬鉑。以豐田Mirai為例，大約需要100克鉑(約合1.8萬(wàn)元人民幣，單車(chē)鉑用量持續(xù)下降中)才可以讓車(chē)上的燃料電池正常工作。然而價(jià)格昂貴并不是主要的因素，金屬鉑容易受環(huán)境影響，空氣中的二氧化硫、硫化氫等雜質(zhì)都可能導(dǎo)致燃料電池陰極催化劑不可逆轉(zhuǎn)的損傷，從而導(dǎo)致電池性能下降。

目前，Mirai車(chē)型在日本官方售價(jià)是724萬(wàn)日元(約合44萬(wàn)元人民幣)，補(bǔ)貼后個(gè)人購(gòu)車(chē)約500萬(wàn)日元(約合30萬(wàn)元人民幣)。然而，特斯拉入門(mén)車(chē)型Model3在美國(guó)起售價(jià)僅3.5萬(wàn)美元(約合24萬(wàn)元人民幣)，加上補(bǔ)貼后將更便宜?？梢?jiàn)，氫燃料電池汽車(chē)在成本方面還不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

從使用成本來(lái)看，目前傳統(tǒng)汽車(chē)(1.6L)每公里油錢(qián)約為0.65元，純電動(dòng)汽車(chē)每公里耗電費(fèi)用約為0.1元。氫燃料電池汽車(chē)以Mirai為例，該車(chē)加滿氫氣(約5kg)可續(xù)航650公里。氫氣價(jià)格以50元/kg計(jì)算，Mirai加滿氫氣需要250元，每公里成本約0.38元，其日常使用成本低于傳統(tǒng)燃油汽車(chē)，但與純電動(dòng)汽車(chē)相比仍然不具優(yōu)勢(shì)，亟待通過(guò)科技創(chuàng)新，進(jìn)一步提高氫能利用效率。

此外，氫燃料電池因催化劑容易“中毒”，比較嬌貴，對(duì)助燃的空氣要求很高。專(zhuān)門(mén)從事儲(chǔ)能電池研究的中國(guó)工程院院士楊裕生講過(guò)一個(gè)案例，我國(guó)曾進(jìn)口過(guò)兩臺(tái)德國(guó)的氫燃料電池電動(dòng)公交車(chē)，原計(jì)劃在北京郊區(qū)行駛兩年，結(jié)果才行駛一年就用壞了6臺(tái)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)?？梢韵胂螅瑲淙剂想姵仄?chē)的后期保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用不低。

實(shí)際上，650公里僅為Mirai的理想續(xù)航里程(實(shí)際續(xù)航里程約500公里)，50元/kg的價(jià)格也是理想價(jià)格。以當(dāng)前的制氫成本來(lái)看，在沒(méi)有政府補(bǔ)貼的情況下，氫氣的實(shí)際生產(chǎn)成本高于50元/kg，算上儲(chǔ)存運(yùn)輸費(fèi)用，實(shí)際成本更高。

制氫成本下降的空間在哪里

氫氣需要通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化的方式從烴和水等物質(zhì)中提取。對(duì)于整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)而言，除了存儲(chǔ)運(yùn)輸技術(shù)外，氫能的大規(guī)模、低成本和高效制備是首先需要解決的關(guān)鍵性難題。

氫氣的生產(chǎn)途徑很多，從生產(chǎn)氫的原料可分為兩類(lèi)：非可再生能源制氫和可再生能源制氫。

目前，天然氣制氫、甲醇制氫、水電解制氫，是除煤制氫外最主要的制氫方法。其中，天然氣制氫技術(shù)最為成熟，工藝流程安全可靠，投資建設(shè)成本低;甲醇制氫工藝流程簡(jiǎn)單，相對(duì)易操作維護(hù)，主體設(shè)備為常見(jiàn)化工設(shè)備，技術(shù)也較為成熟;水電解制氫流程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，甚至可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守全自動(dòng)操作。三種方式制氫純度都較高，其中水電解制氫純度最高。前兩種方式制氫成本主要取決于天然氣和甲醇的價(jià)格，水電解制氫則主要取決于電價(jià)的高低。

雖然非可再生能源制氫是目前市場(chǎng)制取氫氣的主要方法，但隨著可再生能源邊際成本不斷下降，將逐漸被后者替代。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，水能、生物能、太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源制氫，不管是從對(duì)環(huán)境的保護(hù)還是可持續(xù)性來(lái)看，都具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。尤其隨著因溫室氣體過(guò)度排放造成的全球變暖及日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，可再生能源制氫廢物零排放、環(huán)境零污染的優(yōu)越性逐步體現(xiàn)出來(lái)。

如果能充分利用棄水、棄風(fēng)、棄光所產(chǎn)生電能進(jìn)行電解水制氫，則意味著不僅能解決可再生能源消納問(wèn)題，還能實(shí)現(xiàn)綠色制氫。電解水制氫工藝，從20世紀(jì)初發(fā)展至今已有110多年的工業(yè)化歷程，技術(shù)較為成熟。利用兩個(gè)不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的電極，在無(wú)機(jī)酸或堿金屬氫氧化物的水溶液傳導(dǎo)直流電流，陰極生成氫氣，陽(yáng)極生成氧氣。電解水方法大規(guī)模制氫主要有兩條降成本的途徑，一是降低電解過(guò)程的能耗，二是降低電價(jià)。

目前，商用電解槽法，能耗水平約為4.5~5.5kWh/Nm3H2，即50~67kWh/kgH2。由此推算，水電解制氫成本中電費(fèi)成本超過(guò)20元/kg(電價(jià)按0.4元/kWh計(jì)算)。因此，水電解制氫的關(guān)鍵在于降低用電價(jià)格或是降低電解過(guò)程的能耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率，然而后者也是技術(shù)難點(diǎn)所在。目前，日本再次突破技術(shù)，提高了電解水制氫的能量轉(zhuǎn)換效率，但能耗水平依然在3.8kWh/Nm3H2。

由此可見(jiàn)，電解水大規(guī)模制氫降成本空間最大的途徑，是充分利用可再生能源的富余產(chǎn)能，以降低用電成本的方式降低制氫成本。以云南為例，云南電網(wǎng)2018年目標(biāo)是棄電量控制在200億kWh，如果將這些電量全部用于電解水制氫。以70kWh/kg計(jì)算，可制得2.9億公斤氫氣，足夠240萬(wàn)輛氫燃料電池汽車(chē)每年充氫24次(平均每月兩次)。如果加氫價(jià)格以50元/kg計(jì)算，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)145億元。