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节能环保技术分析:氢能与燃料电池技术路线图

2016-02-22 11:06
汉水狂客
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  随着全球工业化进程不断加快,化石燃料消耗量日益增加,对环境造成的污染越来越严重,迫切需要寻找一种作为替代品的清洁燃料。氢的来源丰富,不仅可以由其他能源来生产氢能,而且氢能可以高效地转化为其他形式的能量。作为一种能源载体,氢在交通、工业和建筑等各个领域中都有重要的应用,并且使用氢能可以提高能源系统的灵活性。为此,需要对氢能和燃料电池的关键技术、未来发展方向和重点进行研究。

  一、氢能源的重点应用领域

  氢能源在国际上广泛应用在交通、工业、建筑等领域,极大丰富了能源构成,降低了传统化石燃料对环境的影响。

  (一)交通领域

  在交通领域中,用氢燃料电池取代化石燃料给汽车提供动力,能够有效地解决空气污染、噪音污染和CO2排放带来的全球气候变暖等环境问题。

  氢燃料优化汽车效率。氢燃料电池电动汽车从本质上讲是一个电动汽车。氢气储存在车上的高压罐内,通过燃料电池将氢能转化成电能给汽车提供动力。能量储存在电池里面,使用电池里的电能可以优化操作效率。由图1可以发现,与内燃机汽车和插电式混合动力汽车相比,氢燃料电池能明显的降低碳排放量,同时其最大行驶里程可以达到纯电动汽车的3倍。

  氢燃料电池汽车价格居高不下。2015年,丰田公司宣布最新的氢燃料电池汽车在试运行期价格是6万美元,但是该价格可能主要反映的是客户的支付意愿,而不是生产汽车的成本,因为氢燃料电池汽车目前主要是针对高收入群体和汽车技术爱好者,并且要求在居住地附近有相应的加氢站。到现在为止,只有美国、德国、日本和韩国的部分城市拥有了配套的加氢站。通过表1的汽车动力方案成本之间的对比可以发现,与其他几种汽车供能方式相比,燃料电池汽车的价格虽然目前价格很高,但未来有很大的下降空间,到2050年可以下降到现在价格的55%左右。

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