氫能是21世紀(jì)最大的清潔能源,伴隨著需求的增長,當(dāng)前,我國已成為全球第一產(chǎn)氫國,2022年我國氫氣年產(chǎn)量超3500萬噸,是世界最大制氫國。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計2060年氫氣產(chǎn)量有望突破1億噸。
產(chǎn)業(yè)化是其未來的發(fā)展導(dǎo)向,但目前也是未能實(shí)現(xiàn)尚在努力的目標(biāo),國家能源局提出,力爭到2025年我國氫燃料電池汽車保有量要達(dá)到5萬輛,未來幾年我國氫燃料電池汽車保有量復(fù)合增速有望超過55%。
但目前受限于多方面的制約,當(dāng)前全球氫能行業(yè)總體處于發(fā)展初期,在終端能源消費(fèi)量中占比仍然很低。
同樣,處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展也處于早期階段。
截至2023年上半年,我國氫燃料電池汽車?yán)塾嬩N量為14715輛。距離2025年燃料電池汽車保有量5萬輛的目標(biāo)還有一定差距。
近日,澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長及清潔能源研究院院長劉科表示,氫氣的使用存在的隱患將會使氫車走向產(chǎn)業(yè)化的一個巨大的阻礙。
盡管目前開展氫能行業(yè)布局國家的合計經(jīng)濟(jì)總量已占據(jù)全球的75%,但劉科認(rèn)為氫能汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的根本原因在于氫氣不適合做大眾共有能源載體。
同時他提到了兩個“最”。
最小的分子
作為元素周期表中最小的分子,也意味著最容易泄露。
而氫氣的體積能量密度是最小的,儲運(yùn)的需要只能通過增加壓力來增加體積能量密度。
目前看到所有的氫燃料電池車?yán)锏膬涔?,都?50和700公斤大氣壓,儲氫罐如果拿不銹鋼設(shè)計必須做得非常厚,因為壓力太高。學(xué)過理工的人都知道,700公斤壓力的高壓設(shè)備,生產(chǎn)制造的難度較大。
最寬泛的爆炸范圍
今年多地相繼明確制氫加氫站可不入化工園區(qū),綠氫生產(chǎn)不需?;吩S可,但并不意味著氫氣不再危險。
劉科也提到,氫氣在露天沒有問題, 20多年前的實(shí)驗中可以看到,一個加氫車的儲氫罐為了安全一般都放在最后,普通步槍一槍是打不透的。
因為氫氣在露天沒問題,它很輕,就像氫氣球一樣,一條火龍沖上天,駕駛室的溫度一下子升不了那么高,人有足夠時間逃逸。但是,在封閉的空間里,最為寬泛的爆炸范圍帶來極大的威脅。
4%到74%的爆炸范圍使得氫氣成為爆炸范圍最寬的氣體,小于4%是安全的,大于74%只著火不爆炸,但是在4%到74%這個很寬的范圍內(nèi),遇火星就爆。
而在幾大氫能示范城市中,尤其是北上廣深等城市,像深圳90%以上的車是停到地下車庫這一封閉空間里的。
大量氫能汽車進(jìn)到地下車庫,若有一輛車泄露,就會產(chǎn)生巨大的危險。
盡管是小概率事件,但是使用眾多的時候,總有部件老化等問題發(fā)生,哪怕儲氫罐是安全的,閥門、管路等也有一定小概率老化,或者開車不注意發(fā)生了撞擊。
一旦泄露遇火星爆炸,引起其他車爆炸,一個大樓都有可能毀掉。所以在封閉的空間里,使用氫氣要非常注意。
氫氣的特性令其產(chǎn)業(yè)化步伐邁的尤為艱難。
除此之外,他還曾經(jīng)在采訪中提到電動車、氫燃料電池車的另一大弊端-----就是基礎(chǔ)設(shè)施的問題。
氫氣的安全、儲存都要求一定的占地面積。而面對北上廣市中心動輒過億的土地價值,難以承受的占地成本或?qū)⒊蔀楫a(chǎn)業(yè)化道路上的另一大阻礙。
這一點(diǎn),充電樁也能為氫燃料電池汽車提供借鑒,根據(jù)調(diào)研顯示,由于地價問題,現(xiàn)在有些中國已建的充電樁的利用率不到4%,北京、上海這些地方利用率不到1.5%。
原標(biāo)題:劉科:氫能汽車為何難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?