张久俊院士:促氢能快速开展需重视这几点
跟着全球动力转型脚步的加速,近几年氢能开展备受重视。未来氢能开展的要点是什么?有哪些前沿技能有待打破?我国开展氢能要做好哪几项功课?近来,上海大学可继续动力研讨院院长、加拿大皇家科学院院士,加拿大工程院院士张久俊教授接受了记者的专访。
可再生动力电解水制氢是开展方向
有人预言,氢能将成为人类的终极动力,您怎样看待这一说法?
【张久俊】这个说法并不精确。动力整体可分为两大类,一类是不行移动的动力,也便是咱们常说的有线的动力,另一类是可移动的动力,便是在轿车、手机里用的动力。实际上人类最需求的是可移动的电源。作为一种二次动力,氢能是可移动动力的介质。从这个视点说,氢能是人类未来可移动的终极动力之一。
我国氢能开展获得了哪些成果?还有哪些卡脖子技能有待打破?
【张久俊】我国的氢能作为燃料的开展历经了20多年,人们对相关技能进行了系统化的许多研讨。大连物化所的衣宝廉院士团队在氢能运用的燃料电池方面做了许多研讨工作,所以从整个技能层面来讲,现在我国氢能开展和国外不同并不是很大。最近一两年,国内的技能水平前进十分快,只是在一些要害的环节上,要害部件和要害资料仍存在必定距离。不过国内已有许多公司在进行技能和工业化攻关,我信任很快就能够赶超国际先进水平。
“十四五”期间国内氢能工业开展的要点应该放在哪儿?
【张久俊】氢能的开展要点,是要运用太阳能、风能等可再生动力来电解水,发生氢气。现在光伏职业在国内开展得十分快,也十分老练。但光伏和风能是一种动摇的动力,与天气状况有关,很难直接发电今后将电能稳定地输入到大电网中去,所以用这些动力发生的电能来制备氢气,能够将电能储存到氢里,运用起来就便利多了。除此之外,发生的氢气可用来驱动燃料电池。现在国内已有大规模的演示项目在做,我信任在“十四五”期间,我国会在这方面获得骄人的成果。
您现在比较重视哪些前沿技能的攻关?
【张久俊】我一直在重视氢能和燃料电池相关的技能。在电解水方面,我首要重视两个方面:一是燃料电池的逆进程来电解水,这是电解水范畴的一个前沿技能,能量功率能够到达80%~90%,能够大幅节省能耗。现在该技能工业化方面还有瓶颈:一方面难以做到规模化出产,另一方面电池寿数达不到预期。二是高温固态氧化物电池,这是一种高温燃料电池,它的逆进程也能够电解水,功率相对较高。
一起,咱们要有一个长时间开展的方针,便是完成光辅佐电解水,这也是人类永久的寻求。比方说在一个容器中加入水和催化剂,当太阳光直接照射到其间时,在催化剂的效果下,水能够分化成氢气与氧气。现在这种办法转化功率很低,缺乏10%。还能够经过光电化学办法以及光伏-电解池耦合的办法制氢。
别的,国际上现在还在研讨高温光解水制氢,这也归于光辅佐电解水制氢,比方将光聚集到某一个点上,这个点温度可达1500摄氏度,将催化剂置于此点上,水在该处可瞬间分化,生成氢气和氧气。
相比之下,现在通用的工业化的碱性电解水制氢技能能耗比较高,能量功率在30%~40%,假如加上采煤发电的进程,功率就更低了。
燃料电池是氢能高效运用的最优挑选
本年8月份国家出台了绿电买卖试点的工作方案,对氢能未来的开展会发生哪些影响?
【张久俊】应该说会发生巨大的影响。首要由于氢是动力的携带者,咱们在产氢的进程中就要考虑到下一步怎样运用氢。我个人的观念是氢转变成能量的进程不能用烧的办法。假如经过内燃机将氢转化为能量的话,会遭到卡诺循环的约束,功率很低,并且有NOx的排放。最好是经过燃料电池将氢转变为电。
不过在许多特别的场合,直接让氢焚烧发生热也是可行的。氢分为灰氢、蓝氢和绿氢三种,燃料电池中运用的纯度要高达99.999%,绿氢能够到达这个纯度,而前两种氢纯度不高,将其进一步提纯需求耗费能量,这时就能够考虑经过内燃机转化。但我想信未来首要的办法仍是经过燃料电池来运用氢。
现在国内氢燃料电池是否大部分使用在燃料电池车上?
【张久俊】绿氢的使用首要是两种途径,一种是作为车的燃料,一种是作为发电的燃料。国内现在首要仍是用在燃料电池车上,氢能发电工业还没有做起来,进行研讨的人不多,但这将是一个抢手工业。国内光伏工业正在快速开展,将来可能会发生许多氢,燃料电池不能彻底耗费,这就需求开辟其他的使用途径。因而,燃料电池发电技能的工业化至关重要。
燃料电池车推行还面对哪些问题?
【张久俊】燃料电池的成本是一个最大的问题,业界正在活跃霸占这一瓶颈,尤其是燃料电池里的一些要害部件国产化,将燃料电池价格降下来。别的,加氢站的遍及也会影响到燃料电池车的开展。
拟定氢能战略需考虑三项要素
工信部曾表明,将合作有关部门拟定我国氢能开展战略,在拟定这样的国家战略时,要要点考虑哪些要素?
【张久俊】一是要考虑技能的老练度。二是要考虑怎样把科技力气真实地调集起来,尤其是怎样将研讨单位和工业界愈加严密地结合起来,继而疏通整个的产学研链条。三是要考虑给予强有力的方针支撑。任何高科技的开展,在其开始阶段都要有政府来扶持,靠个人或者是基金投入是不行的。
说到政府支撑,其完成在各地也出台了许多支撑氢能开展的方针,乃至呈现了出资过热的现象,您怎样看待这一问题?
【张久俊】一方面,我们还需求冷静地看待现在存在的技能以及资金上的瓶颈;另一方面,不能一味地开展氢能,疏忽了传统动力的开展,捉襟见肘。任何新事物开展都要契合科学规则,要逐渐地替代,尤其在科技方面。
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