氢能源的发展前景分析：多元化应用更具保障性

【专题 | 「氢能源」氢能产业链_中国氢能源行业发展现状与趋势】

氢能源作为现在最清洁的燃料电池，使用氢能源对于环境保护十分有意义。氢能源在具体的应用方面，也有多个运用范畴。今天为大家列列举了几种氢能源的几种应用。

(一)、交通应用

交通：2030年中国燃料电池车数量将达50000辆，说到氢能源通常人们都会想到交通行业——氢能源汽车。

随着技术的成熟，氢加气站的完善，近几年来国际氢能舞台的中国声音也越来越多。2017年我国生产了1272量燃料电池车，比2016年生产的629辆，增长了102%，预计2018年超过3000辆。

不仅如此，数据显示，中国是世界第一产氢大国，2015年产超过2200万吨氢气，占世界氢产量6500万吨的34%。按照国家发展规划要求，到2020年我国会拥有5000辆燃料电池车，2025年达到5万辆，2030年达到百万辆。

此外，氢能的应用是多方面的，也是未来有望代替石油和天然气的清洁能源。国际氢能委员会预测氢能贡献发电占11.7%、交通占28.6%、工业能源占20.8%、建筑14.3%、化工原料占24.7%。在政府政策支持下，预计2030年，中国将成为世界最大的氢能与燃料电池市场。”

氢能汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车。 氢能被视为全球最具发展潜力的清洁能源之一， 并被不少国家、 车企及学者认为是“终极新能源汽车解决方案” 。伴随着汽车保有量持续增长， 以及氢能源汽车技术的完善和普及， 氢能源汽车未来市场发展前景广阔。 中国汽车工程学会曾预测到2030年， 中国氢能汽车产业产值有望突破万亿元大关。

(二)、工业应用

目前我国年产氢气2100万吨左右，主要应用于合成氨、合成甲醇和石油炼化等化工行业。预计传统用氢领域氢能需求随市场变化有所波动，但大体保持稳定，其中合成氨工业氢能需求在2030年前有所增加。随着钢铁行业减煤压力日益趋紧，氢气在钢铁行业中的需求量有望快速增加。

燃料电池叉车在部分发达国家已开始商业化运营。在国内，内燃机叉车仍占据绝对主导，电动叉车尚处于发展期，燃料电池叉车基本属于空白。2015年我国叉车销量达33万台，国内企业已开始向国外提供叉车用燃料电池的关键零部件。凭借其氢能加注速度快、无排放等优势，预计燃料电池叉车有望在2020年后逐步启动商业化运营。

矿山机械是能源消耗大户，地下装载机除了能耗高，加上柴油机的废气污染，必须加强地下巷道的通风，从而提高了采矿成本。电动地下装载机解决了排放问题，但因电缆与架线问题，大大限制了设备使用范围。蓄电池地下装载机虽没有排放问题，也没有电缆与架线问题，但充电时间长、寿命短等因素制约着它的使用。燃料电池则提供了一个无排放、无污染、灵活性好、寿命长的解决方案。

(三)航天：世界新一代运载火箭以氢氧发动机为主动力

氢能源作为重要的新型能源最早用于国防军事工业，尤其是航天领域。 氢元素是组成宇宙的重要的元素之一，但是人类制造液氢还是比较晚，在1898年在实验室才生成液氢，跟其他技术一样，都是首先用以国防军事工业，最典型的地区是美国的载人登月计划，阿波罗登月计划土星五号运载火箭。”中国航天科技集团氢能工程技术研发中心主任谭永华介绍，我国到总共开发了四型氢氧发动机，主打的是长三甲系列发动机。目前为止已经形成了完整的液氢航天工业体系，从生产、储存、运输、试验及测控、安全与监测，成果，包括形成了一系列的国家的军用标准。

为了加快氢能源的开发与利用，今年六月我国首个军民融合氢能工程技术研发中心在中国航天科技集团组建成立，专门以推动航天氢能技术军民融合发展，推动氢能利用领域高端技术装备研发和工程应用为目标，为我国绿色清洁氢能综合开发利用注入动力。

目前世界新一代运载火箭以氢氧发动机或液氧煤油发动机作为主动力，并且，为了增强运载火箭的任务适应性，各国积极发展上面级技术，形成拥有各种运载能力、能执行多种任务的运载火箭系列。

(四)、建筑应用

目前，我国建筑普遍存在耗能大，效率低，围护结构的保温隔热性能不高等问题，并具有夏季空调用电量大，冬季采暖能耗高等特点。天然气重整制氢用于燃料电池热电联产，不仅可以有效降低天然气终端利用的排放强度，且具有多能互补、能综合效高、保障供能可靠性等方面的优点，未来具有一定市场推广空间。此外，当前我国应急(EPS)与备用电源(UPS)市场主要以铅酸电池为主，部分企业也开始采购退役动力电池开展基站备电技术示范，采用氢能的燃料电池可作为用户侧作为应急或备用电源的备选方案。

(五)、电力系统应用

虽然传统的灵活性资源(电池、抽水蓄能)可以满足较短时间尺度的调节，但随着可再生能源渗透率达到一定高度，季节性调峰必不可少。基于燃料电池和储氢技术，氢能可将功率和能量单元进行分离，大幅降低了大规模能量存储的边际成本。其次，氢能可在不同能源网络之间进行转化，可将可再生能源与化石燃料转化成电力和热力，也可通过逆反应产生氢燃料替代化石燃料或进行能源存储，从而实现了不同能源网络之间的协同优化。第三，氢能可与二氧化碳结合，通过合成气的方式联结能源及化工部门，实现能量在更大尺度上的优化运行。因此，基于氢能的多能互补也是实现未来高比例可再生能源的重要能源系统运行方式。

氢能源在这些行业得到具体的应用还需要在技术和市场方面寻找新突破，但是其应用范围也带来了发展的无限可能性。