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IPHE2012全球氢能与燃料电池商业化进展(三)

时间:2013-09-29 09:41:55来源:中国氢能源网
技术和经济性分析

美国国家可再生能源实验室的研究表明氢燃料电池公交车的燃料经济性分别是柴油和压缩天然气公交车的1.8和2.4倍。
德国对风能和氢能系统结合进行研究,利用盈余的风能制氢,是一种可以满足德国燃料电池汽车对供氢需求的技术路线,并具有很好的经济性。另外一项研究“Hy-NOW”,主要评估了德国可行的基于生物质制氢的过程和技术路线。这两项研究的结果将于2013年公布。

从2012年到2030年,欧盟“氢与燃料电池共同事业项目”会对城市公交车的不同动力系统技术路线的可行性进行了研究和总结。此项目涉及40家公司和政府部门,会从可持续性、性能和经济性等角度对各种路线作出对比分析和“well-to-wheels”分析。欧盟还计划在2013年启动一个欧洲城市燃料电池公交车商业化策略的研究。
    同时,2012年12月欧洲电动车技术研究项目(EEO)启动,将对包括燃料电池汽车在内的电动车的技术经济性提供重要的参考标准。
另外,为期两年的“HyUnder”项目在欧盟启动。
科研进展
越来越多的HFC系统的成功示范和商业化部署表明,氢能利用领域已经取得了长足的进步。但是,从长远出发,持续的研发是HFC扩大规模不可或缺的条件。2011年美国DOE出资700万美元进行了四项研究,主要目的是降低燃料电池和储氢系统的成本。降低成本有利于燃料电池技术的推广。
欧盟在燃料电池和电堆的衰退机理和耐久性的研究方面付出了巨大的努力,也取得了较大的成功。Jülich研究所取得了目前世界第一的耐久性纪录。此外,欧盟在利用盈余风能和太阳能电解制氢研究方面也取得了很大的成功。
 燃料电池
燃料电池研发的重点主要有降低燃料电池催化剂的铂含量、降低膜成本和增强电堆组件的耐久性。
ITM Power公司和Carbon Trust公司正在联合发展汽车高能源密度膜材料,项目为期18个月。仅用了3个月项目就已经完成所有预期的指标。
Acal Energy公司开发了一种专有的液体催化剂,可减少传统燃料电池中的大部分铂的使用。其也受到Carbon Trust公司项目的支持,并且另有投资者投资了325万欧元的资金。这些资金将有利地推动该技术的商业化。
美国阿贡国家实验室、布鲁克黑文国家实验室和3M公司已经开发出具有创新意义的低含量和超低含量的铂催化剂。同时,阿拉莫斯国家实验室开发出一种非铂催化剂。这些催化剂有些已经超过DOE所要求的指标。
加拿大政府已经出台政策支持国家研究机构对燃料电池低铂催化剂的研发,目前具体的项目已经启动,目标是降低燃料电池公交车和轿车的成本。
制氢与运氢
降低制氢和运氢成本主要是要开发出新的制氢技术取代传统天然气重整的方法。目前研究的重点是电解和生物质制氢,成本的降低和规模的扩大是研发的重点。
压缩是加氢站主要的成本来源。荷兰HyET公司宣称他们的电化学压缩技术已经达到800 bar。空气化工产品公司正在示范高压管道输氢,以减少氢气压缩带来的成本。林德正在示范高效冷阱压缩技术。
2011年10月,德国普伦茨劳的一家混合发电厂已经投入运营。该厂将风能转化成氢能,供应给燃料电池汽车,同时可为当地电网提供电力。自2012年开始,这些“风能氢”一直在为柏林CEP项目的燃料电池汽车提供氢气。另外一个由Wind-projekt公司负责的风能氢项目也将启动。
RAS公司和“Khimavtomatika”设计公司成立的联合研究所成功示范运营了一个新型发电装置,为未来氢能源管理系统的发展奠定了基础。
澳大利亚CSIRO项目中实施了一系列氢能相关的新技术研究,包括膜技术、分离技术的研究和太阳能天然气转化制合成气的研究。
储氢
安全、高压车载储氢罐技术已经得到了验证,但目前其在美国的成本还是很高(约2700美元)。开发新型车载轻质高压罐依然具有很高的研究价值。对固体材料储氢来说,许多不同的材料有较强的应用价值。
德国急需将大量非稳定性可再生能源融入更广泛的能源系统,而发展储存方案至关重要。因此,德国联邦政府启动了“能源储存基金计划”,涉资2亿欧元,对各种储存技术方案的研发和示范进行支持,包括储氢系统和电解槽等关键组件的研发。而像“Performing Energy Wind Hydrogen Alliance”等一些私人基金项目正在努力与其他公司和机构一道进行示范项目,目标是实现大规模储氢的推广和应用。
俄罗斯NRC“Kurchatov”所开发出了先进的低温储氢系统。该系统的技术指标是和美国2015年DOE移动储存容器的指标对应的。
法律、法规及标准(RCS)
氢燃料电池技术的普及还存在非技术性的障碍,比如公众对HFC技术的熟悉和接受度。另外,现有的法规和标准还不能对真正的HFC技术应用起作用,需要特别制定。氢能汽车世界技术法规取得了长足的发展和完善,这项法规将作为美国联邦汽车安全标准。
氢与燃料电池在世界经济中的地位
氢燃料电池技术在燃料电池叉车和后备电源等一些特定的市场中取得了初步的商业化成功。只要加氢站的建设能够跟上进度,2015年氢能汽车的商业化将会到来。除目前在美国加州、夏威夷和纽约等局部地区的加氢设施,我们还需要建立更多、更大规模的商业化加氢站网络。这些都离不开各行各业的研发示范支持。
政府可以引导HFC技术的早期市场走向,促进其迈出关键的第一步。这将刺激私人投资,带动整个产业链。IPHE的成员国都相信,只要得到全世界的支持,HFC技术将在未来能源系统中扮演重要的角色,为各国实现能源指标提供有力支持。
预算

国家
当地货币
美元(百万)
2011
2012*
2011
2012*
澳大利亚
AUD 2,526,000
AUD 113,000
2.62
.18
巴西
R$ 4.3M
R$ 22M
2.15
11
加拿大
28M CAD
28M CAD
27.65
27.65
中国
235M RMB
171M RMB
33
27
欧盟
113M €
83M €
151
110
法国
30M €
33M €
39
43
德国
93.3M €
81.3M €
121.75
106.09
冰岛
.3M €
.3M €
.39
.39
印度
68M Rupee
123.5M Rupee
1.14
2.06
日本
22,029M Yen
14,018M Yen
221.1
140.7
新西兰
1.5M NZD
1.5M NZD
1.29
1.29
挪威
57M Kroner
61M Kroner
9.95
10.65
俄罗斯
335M RUB
422M RUB
11.2
14.1
韩国
67.3M ZAR
71.9M ZAR
7.34
7.84
英国
£16.672M*
£13.379M
25.53
20.49
美国
$194M
$160M
194
160

 
关于IPHE:
国际经济氢能与燃料电池组织(IPHE)目前有18个成员国,成员国人口总和35亿。IPHE是一个世界大家庭,各成员国的总GDP占全球GDP的85%,使用的总电力占全球使用电力的75%,排放的温室气体占全球温室气体65%。其自2003年以来一直投身于策划论坛活动,为成员国政府分享信息和政策经验提供了一个有利的平台,加速氢能与燃料电池技术在全球经济中的应用。继续加强IPHE成员国之间的通力合作是实现氢能与燃料电池新能源体系在未来能源体系中扮演关键角色的唯一途径。
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