登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
前言:氢能并不是满足社会上所有能源存储和转换要求的最低成本的解决方案,但是它在某些方面具有独特的作用。
近日,我们采访了Jack Brouwer先生。Jack Brouwer先生现担任加州大学欧文分校国家燃料电池中心的主任,兼机械与航空工程学、土木与环境工程学教授。
采访讨论了以下内容:
关于锂电池和燃料电池在脱碳中如何发挥作用的看法;
可再生氢如何用于难脱碳领域;
深入思考我们未来的能源需求对于真正的脱碳至关重要的原因。
以下为采访正文。
问题:Jack,您能介绍一下您自己吗?您的专业领域和感兴趣的研究方向是什么?
JackBrouwer:我的研究涉及可再生能源和零排放能源的转换,其中电化学能源转换系统可如何为实现零排放政策目标做出贡献是我的关注重点。因此,我实质上是研究燃料电池、电解槽和锂电池,以补充太阳能、风能和其他可再生能源,实现未来能源转换的可持续发展。
其中我最感兴趣的主题是氢能、氢能存储和燃料电池技术,它们对于我们实现可持续能源转换的未来至关重要。在过去的22年中,我很幸运能与该领域一些顶级研究生、博士后研究人员和同事一起工作。
问题:国家燃料电池研究中心研究项目的任务是什么?加州大学欧文分校的国家燃料电池研究中心
Jack Brouwer:我们的任务是与盟友一起,永远推进能源技术,以实现可持续的能源转换经济。这意味着我们将来不会再造成污染、不再消耗自然资源,也不再引起气候变化,类似于我们现在在的能源转换经济。
问题:氢能在我们未来的能源需求中扮演什么角色?
Jack Brouwer:氢能并不是满足社会上所有能源存储和转换要求的最低成本的解决方案,但是它在某些方面具有独特的作用。
举个例子。锂电池在某些方面的确具有优势。比如当您需要短时间能量存储和短距离运输时,锂电池将比氢燃料电池更合适。但是对于需要快速补充燃料的车辆,比如每天工作8个小时的Uber司机,氢燃料电池技术能满足他们快速补充燃料的需求,而锂电池则不能满足此类需求。众所周知,锂电池的充电时间需时很长。
再举两个例子。当您需要携带大量设备或有效载荷时,轻便的氢能零排放解决方案将比沉重的锂电池更具优势。再比如,当您需要同时实现长途运输、远距离重载和快速补充燃料三个条件时,氢燃料电池将是唯一的解决方案。
相反,短距离行驶、小型车辆或只需短时间能量存储的应用中,锂电池解决方案的效率则比氢燃料电池高。因此,我们未来的零排放经济需要锂电池技术和氢燃料电池技术互为补充。
问题:您为什么认为氢能对于未来的脱碳目标是必要的?
Jack Brouwer:我们经济的任何脱碳目标首先需要所有部门进行脱碳。这意味着我们的脱碳行动不仅针对电网,还包括航空旅行、国际运输和货运网络等。
我们都清楚,一架仅使用锂电池的747飞机不可能完成从纽约飞往澳大利亚的飞行任务。它必须加入可再生氢能解决方案,无论是液化的或是可再生氢燃料衍生物均可。
我们可以将可再生氢能与从大气中提取的二氧化碳结合起来,制成100%可再生和可循环利用的液体燃料。这种合成燃料也是可再生和可循环的。可再生氢能是那些难以实现电气化的领域实现脱碳的基础,我们可以利用可再生太阳能和可再生风能制造可再生氢能。
氢能可以为国际货运、飞机旅行、长途卡车、火车以及所有我们认为无法使用当前技术进行脱碳的领域脱碳。我们完全可以通过氢能对它们完成脱碳处理,这就是我所研究的重点。我认为氢能为这些部门以及农业等其他部门实现零排放提供了解决方案。
农业需要肥料。如今,肥料通常由化石燃料制成。但有趣的是,其实我们还可以利用太阳和风能从可再生氢能制得相同的肥料,比如氨。
钢铁和水泥制造等其他行业难以进行电气化。比如您不能将电加热器放入水泥窑中,但是这些都可以使用可再生氢能来实现。
因此,人们认为很难脱碳的应用,氢会在脱碳过程中发挥作用。能解决难以脱碳领域的需求是其中第一个原因,其他原因是要实现持续时间长和能量存储量大的100%可再生能源电网。
每当需要长时间存储能量(尤其是电能)时,锂电池都不是最优解决方案。这是锂电池无法避免的短板,因为它们的电化学存储溶液一直与电极接触。人们可以很容易地意识到这一点:当一辆锂电池电动汽车在某个地方停放六个月后,无法再次成功启动。
这不是因为锂电池出现故障,这只是锂电池无法避免的物理现象:锂电池储能系统中始终处于自放电状态。但是氢燃料电池和电解槽不受这种物理现象的困扰,它们将氢气存储在与电解槽或燃料电池电极分开的储罐中。因此氢气可以解决长期保存的问题,而锂电池不能。
此外,由于您可以根据功率大小来确定电极的大小,并且可以根据所需能量来调整储罐的大小,因此与锂电池相比,以氢能形式存储大量电能成本较低,因为您不需要购买其他电解槽或燃料电池。
问题:从您的角度来看,燃料电池技术取得了哪些进步?
Jack Brouwer:在过去的十年中,尽管在政策层面遇到阻碍,但燃料电池技术还是取得了长足的进步。美国能源部和全球大多数能源机构已经撤回了对氢能和燃料电池技术资金的支持,他们希望将更多的注意力放在锂电池上。
从某种意义上说,我不介意这种举动。因为锂电池在可持续能源未来的确可以发挥重要作用。但是他们把过多的注意力放在锂电池上,并取消了对燃料电池支持的决定是错误的。
尽管如此,巴拉德、丰田、本田等公司仍在继续投资燃料电池技术。他们取得了巨大的进步,他们知道燃料电池技术的根本特征与锂电池根本不同。他们很清楚燃料电池对于我们可持续能源转换的未来有多重要。因此这些公司取得了巨大的进步,特别是在最近几年中。最重要的进展之一是在降低催化剂用量方面显着降低了成本。
问题:什么是较低的催化剂负载量?
Jack Brouwer:这对质子交换膜燃料电池技术至关重要,这是我们当今在汽车中使用的技术,也是巴拉德在很长一段时间内发展起来的技术。它们需要电催化剂使反应在低温下快速进行,最好的催化剂是铂。但是,铂是一种昂贵的贵金属。
因此,如果您使用大量的铂,虽然可以使燃料电池良好运行,但成本昂贵。最近几年,诸如3M、巴拉德、丰田和本田等公司开始研究出如何大幅减少铂金使用量但同时提高燃料电池性能的方法,这对于减少和改进质子交换膜燃料电池的成本非常重要。此外还有两点我想谈谈。
第一,耐久性显著提升。由于产品性能衰减机制有了更深入的了解,这些燃料电池的使用寿命比以前更长,然后各公司开始围绕这些机制设计系统。例如,禁止系统长时间处于开路电压状态,避免高压所导致的某种产品性能衰减;避免氧气出现在燃料端,即使电池连接的时间很短暂。现在的技术已经攻破许多难关,从而使系统寿命变长。
第二,功率密度的显著改善。曾经,巴拉德的燃料电池需要大量生产材料进行制造,体积很大,勉强能装在引擎盖下。现在,这些燃料电池的大小约为以前产品总大小的四分之一。试想一下,这些进步都是在过去10年中取得的,它们显着提高了燃料电池可以实现的可购性、耐用性和性能特征。想象一下未来十年会是什么样子?
问题:在零排放运输领域,您对氢能有什么长期愿景?
Jack Brouwer:在重型行业中,与任何零排放替代品相比,燃料电池和氢能都具有非常明显的优势。我希望燃料电池是用于国际运输、铁路货运和长途卡车运输的唯一技术。它将拥有这些市场的100%占有率,同时它还将在轻型车辆技术方面具有非常重要的市场渗透率,原因有二。
首先是终端用途。我前面提到过Uber司机,他们需要快速补充燃料,以便继续工作。还有些客户需要相当大的负载,比如建筑工人,他们必须随身携带大量建筑材料和工具。零排放燃料电池比锂电池电动汽车更适合上述情况。
其次是锂电池汽车充电对电网造成的负荷问题。如果所有人都使用锂电池电动汽车,当他们对车辆进行充电时,无论是城市还是住宅区的基础设施都不可能承受得起这样的电力负荷问题。因此需要燃料电池汽车解除电网负荷过重的困境。
基础设施不足以在任何特定的社区、特定的城市环境、任何特定的公寓大楼中支持100%采用锂电池电动汽车。因此,即使在轻载状态下,氢燃料电池技术也会在未来零排放车辆中占据一席之地。因为引入氢能基础设施,要比尝试为一栋公寓楼增加三倍、四倍甚至十倍的电力基础设施,以满足每个人车辆充电需求的成本便宜。
问题:您还有什么关于氢能和燃料电池未来的看法想与读者分享?
Jack Brouwer:我再补充几点。氢能的故事很长,或许有些难以理解,但是它的确可为许多不同领域做出贡献。
我前面提到了运输火车、飞机、水泥、钢铁、氨水、化肥和电网支持等达到高水平的可再生能源的例子。要理解它对社会的重要性可能还有点困难。在很多地方看起来似乎锂电池、太阳能、风能就能实现零排放政策目标,我们对氢能的需求目前也许很难说服大众。
但是如果您深入思考,就会意识到我们需要大量的、长时间的能量存储,而这些锂电池根本无法完成。在这些困难的领域,太阳能、风能和氢能才是合适的解决方案。这是一个更深层的层面和更复杂的事情。但是,对未来我们零排放目标的思考需要长远的眼光,这一点非常重要。
最后,根据我们最近对氢的技术经济分析,即使没有任何补贴的情况下,可再生氢能也将比当今的柴油和汽油价格更低。
我相信,世界会在化石燃料消耗殆尽之前进入可再生氢能使用时代。氢能是一种更便宜的可再生、可持续的能源替代品。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,近日,罗托布斯特(上海)氢能科技有限公司(简称:ROTOBOOST)完成A轮融资,投资方为摩予渡资本。据了解,ROTOBOOST是一家专注于研发中小规模的紧凑型零碳氢制备系统的企业,致力于帮助全球工业实现低碳能源转型。ROTOBOOST的核心技术是通过天然气或生物沼气的热催化分解,生产氢气
北极星储能网获悉,4月17日,兰石重装发布《关于未弥补亏损达到实收股本总额三分之一的公告》,兰石重装指出,因2018年、2020年亏损,导致以前年度未弥补亏损金额较大,虽近三年公司经营业绩实现盈利,但未弥补亏损金额-64,969.93万元仍超过实收股本总额130,629.18万元的三分之一。而为了弥补亏损,兰
近日,申能集团与机场集团携手推动“绿色机场”建设迎来新进展——申能集团旗下上海燃气有限公司(以下简称:上海燃气)与机场集团旗下上海国际机场股份有限公司(以下简称:机场股份)在申能能源中心举行签约仪式,共同推进上海浦东国际机场管道天然气设施管理移交,进一步提升机场管道天然气设施安全
北极星氢能网获悉,4月16日,内蒙古自治区能源局等部门发布《内蒙古自治区可再生能源制氢产业安全管理办法(试行)》的通知。其中指出:允许在化工园区外建设绿氢项目和制氢加氢一体站。绿氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。绿氢加氢站参照天然气加气站管理模式,经营性绿氢加氢站应向燃气主管部
4月16日,内蒙古自治区能源局等部门发布《内蒙古自治区可再生能源制氢产业安全管理办法(试行)》的通知。其中指出:允许在化工园区外建设绿氢项目和制氢加氢一体站。绿氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。绿氢加氢站参照天然气加气站管理模式,经营性绿氢加氢站应向燃气主管部门取得经营许可。内
在传统业务增长乏力、低碳发展要求不断提高等多方面压力下,能源企业正应积极发展新能源业务,推动传统能源和新能源融合发展,努力构建新型能源体系。在此过程中,氢能为能源企业实现清洁低碳转型提供了关键路径,氢能业务的战略重要性正日益提升。氢能是低碳转型新引擎当前,能源行业正在进行革命性变
北极星氢能网获悉,4月15日,西安交通大学国家储能技术产教融合创新平台(中心)联合与陕西氢能产业发展有限公司合作共建的陕西氢能-西安交大氢能联合实验室在西安交通大学揭牌成立。这是陕西省在氢能领域首个校企合作的联合实验室。该实验室作为双方共建的氢能创新驱动平台,将依托陕西氢能公司资源统
北极星氢能网获悉,4月15日,中能建氢能源有限公司与海德威科技集团(青岛)有限公司在北京签署战略合作协议。双方将充分发挥自身优势,在氢能储运、氢能利用和氢能装备制造等领域开展合作,通过积极探索投建营一体化发展模式、打造船舶绿色氢氨醇一体化项目,共同推动氢能产业链的跨越式发展。仪式现
北极星氢能网获悉,近日,启迪环境科技发展股份有限公司(以下简称“启迪环境”)与浙江氢邦科技有限公司(以下简称“氢邦科技”)签订战略合作协议,双方将共研氢燃料电池技术,围绕环保和新能源领域的技术创新、产业落地以及市场开拓等多方面开启合作。SOC技术近年来在双碳战略引领下新能源领域迅速
近年来,随着“双碳”目标推进实施,我国氢能产业发展驶入“快车道”,以燃料电池汽车为代表的交通领域成为重要突破口之一。因具有重量轻、导热性强、发热值高、清洁低碳、可回收利用等多重特性,氢能已成为汽车领域“新宠”。《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》明确,到2025年,基本掌握核心技
北极星氢能网获悉,4月14日,德国总理朔尔茨抵达重庆,开启为期三天的正式访华之旅。博世氢动力系统(重庆)有限公司是朔尔茨访渝首站参观地。该公司由博世与庆铃汽车合资建立,致力于将博世氢燃料电池解决方案引入中国市场。在参访点入口,四辆冷链物流、环卫及牵引车等依次停放。这些车全为中国国产汽
北极星氢能网获悉,近日,旭阳集团第四条高纯氢生产线——呼和浩特园区制氢装车站顺利完成首次氢气装车,首次充装量达到5315标方,标志着旭阳集团呼和浩特园区氢能业务正式启动,制氢装置规模为5000标方/小时,同时配套1000标方/小时充装能力的制氢装车站。旭阳集团呼和浩特园区高纯氢生产线投产后产能
北极星氢能网获悉,4月11日,国内首个氢能产业投资联盟揭牌成立,将致力于为处于不同成长阶段的企业提供全周期赋能服务,进一步完善氢能及燃料电池“制储运加用”全产业链生态。中国氢能产业投资联盟由红杉中国、国绿投资、恒旭资本等几十家头部金融机构和氢能企业组成,旨在建立开放、包容、合作、共
北极星氢能网获悉,2024年4月10日,中汽协会发布2024年3月汽车工业经济运行情况。其中,2024年3月燃料电池汽车产销分别完成300辆和200辆,同比分别下降33.2%和52.2%。1-3月,燃料电池汽车产销均完成0.1万辆,同比分别增长33.4%和14.7%。根据公布的数据显示,3月,新能源汽车产销分别完成86.3万辆和88.3
北极星氢能网获悉,4月1日,伊犁州发展和改革委员会发布了《伊犁州氢能产业发展中长期规划(2023—2035年)》,明确将发展氢能产业作为现代能源经济绿色发展和新质生产力快速发展的重要抓手,努力实现将伊犁州打造成为全疆氢能应用样板间和氢能示范引领者、我国西部氢能产业发展新高地、全球氢能贸易重
北极星氢能网获悉,巴拉德动力系统近日宣布,与欧洲领先的客车制造商Solaris客车和旅游车公司签署了长期供应协议(LTSA),将在2027年前为欧洲客车市场供应1000台氢燃料电池发动机。该长期供应协议整合了约300台燃料电池发动机的现有订单,同时为这些现有订单增加了售后服务和延保服务,并新增了约700
北极星氢能网获悉,4月3日,河南省第十二期“三个一批”项目建设活动—孟州市氢燃料电池及核心零部件产业园项目开工仪式在公司承建的孟州市氢能源产业园建设项目(一期)现场举行。据悉,孟州市氢能源产业园建设项目位于河南省孟州市西虢镇,项目占地面积约300亩,其中包括7栋厂房,1栋研发中心、污水
日前,中化西南化工研究设计院有限公司(下称西南院》中标中国石油化工股份有限公司燕山分公司《下称燕山石化)氢气提纯设施升级项目的变压吸附氢气提纯装置,氢能产量为10000标方/小时,该项目为中国石化在建最大工业副产气制燃料电池氢项目,西南院提供专利技术、全套工程设计并橇装供货。该装置预计20
北极星氢能网获悉,3月28日,国内首台2400千瓦大功率氢能源动力调车机车首次完成万吨装车试验。机车在新朔铁路巴准线四道柳站进行第二阶段试验,牵引105辆C80车,恒速走行2千米,用时165分钟,消耗氢燃料40千克,标志着我国重载铁路大功率氢能源动力装备的市场化运用取得关键性突破。首台大功率氢能源
北极星氢能网获悉,近日,国资委发布《中央企业科技创新成果产品手册(2023年版)》,多项氢能技术位列其中,分别包括中国一汽研发的商用车燃料电池整车及系统、氢能发动机、车用高性能膜电极;中国船舶研发的4.99万吨甲醇双燃料动力绿色船舶;国家电投研发的兆瓦级PEM制氢系统;中农发集团研发的船用
3月27日,浙江氢能产业发展有限公司发布了内河64TEU氢燃料电池动力集装箱船舶采购项目招标公告,该项目系浙江发布的首个氢燃料电池集装箱船舶招标项目。本次拟采购一艘氢燃料电池集装箱船舶,预算金额为1400万。公告指出,本项目接受联合体投标,但联合体成员不得超过2家单位,不能为关联企业,互相之
北极星氢能网获悉,3月26日,在国际氢能创新合作论坛上,中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高作了题为《绿色氢能研发与产业化进展及技术展望》的报告。欧阳明高院士表示,我们集中式氢储能未来的路线图是非常广阔的,因为按照国际能源署的预测,10%的可再生能源必须通过长周期储能来解决,在2060年,
北极星氢能网获悉,4月17日,四川省工信厅发布关于征求《四川省进一步推动氢能全产业链发展及推广应用行动方案(2024—2027年)(征求意见稿)》的公告,其中指出:在全省范围内放宽氢燃料电池车辆市区通行限制。对安装使用ETC装备的氢能车辆,在四川省免除高速公路通行费,减免部分所需资金由省级财政
北极星氢能网获悉,4月16日,成都市经信局发布《成都市推动氢燃料电池商用车发展及推广应用行动方案(2024—2026年)(征求意见稿)》,其中指出,到2026年,力争氢燃料电池成本降幅30%以上,氢气终端价不高于30元/公斤,成都市氢燃料电池商用车累计推广应用不少于2000辆,力争建成各类加氢站20座。提
北极星氢能网获悉,近年来,四川省政府大力推动氢能产业发展,交通运输部门积极配合经信等相关部门,发挥行业优势,在道路运输领域开展氢燃料电池汽车试点应用。一是在城市公交领域推广氢燃料电池汽车试点应用。根据加氢站建设布局情况,规划氢燃料电池公交车运行线路,引导公交企业购买使用氢燃料电池
北极星氢能网获悉,近日,启迪环境科技发展股份有限公司(以下简称“启迪环境”)与浙江氢邦科技有限公司(以下简称“氢邦科技”)签订战略合作协议,双方将共研氢燃料电池技术,围绕环保和新能源领域的技术创新、产业落地以及市场开拓等多方面开启合作。SOC技术近年来在双碳战略引领下新能源领域迅速
北极星氢能网获悉,4月14日,德国总理朔尔茨抵达重庆,开启为期三天的正式访华之旅。博世氢动力系统(重庆)有限公司是朔尔茨访渝首站参观地。该公司由博世与庆铃汽车合资建立,致力于将博世氢燃料电池解决方案引入中国市场。在参访点入口,四辆冷链物流、环卫及牵引车等依次停放。这些车全为中国国产汽
北极星氢能网获悉,4月9日,临港控股所属天津氢鸿新能科技有限公司(以下简称“氢鸿新能”)正式交付天津市渤化永利物流有限公司(以下简称永利物流)16台氢燃料电池叉车。本批交付的双瓶氢燃料电池叉车,搭载着由区内企业新氢动力研发的氢燃料电池发动机系统、杭叉集团生产的整车车身、永利物流提供的
北极星氢能网获悉,4月9日,胡润研究院发布《2024全球独角兽榜》,列出了全球成立于2000年之后,价值10亿美元以上的非上市公司。本次榜单估值计算的截止日期为2024年1月1日,在发布之前更新了估值的重大变化。胡润研究院自2017年以来追踪记录独角兽企业,这是第六次发布全球独角兽榜。据北极星氢能网不
北极星氢能网获悉,近日,暗流科技完成数百万天使+轮融资,由佛山汇智伟创科技投资有限公司投资。据了解,暗流科技专注中小型燃料电池原创技术,依托清华和华南理工大学燃料电池相关技术团队,共同开发出包括膜电极生产工艺及设备、燃料电池测试系统等一系列相关技术。同时团队配合行业客户需求,开发
北极星氢能网获悉,4月10日,由烟台市产业技术研究院氢燃料电池研发中心与烟台海德专用汽车有限公司合作研发的首辆氢燃料电池清扫车下线并完成交车仪式,为响应国家“氢能技术”重点专项要求,落实《规划》文件精神,烟台市产业技术研究院积极开展氢燃料电池技术的研发布局工作。2023年7月,烟台市产业
北极星氢能网获悉,近日,全国首个高速公路服务区现场制氢、储氢、热电联供项目在青银高速高密服务区落地运行。该项目由厚普股份EPC总包,厚普技服公司提供设备安装及调试服务。在一期项目中期验收过程中,专家组详细了解光伏发电、电解水制氢等数据以及服务区用能匹配情况,并对项目运行效果感到满意
北极星氢能网获悉,2024年4月2日,贵州省工业和信息化厅发布了关于印发《关于加快发展先进制造业集群的指导意见》的通知。其中氢能相关的内容包括:二、培育重点及主攻方向(一)巩固提升传统产业集群2.磷煤化工集群。——煤化工。加快推动传统煤化工产业实施绿色化改造,大力发展基础煤化工深加工产品,提
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!