氢心献礼,共庆华诞,我国氢能源与制氢技术的发展历程
2024年,是新中国75周年华诞,短短数十年,我们创造了一个个发展奇迹,走出了一条慷概奋进的崛起之路,我们用一项项世界瞩目的成就,奏出了一曲砥砺前行的富强之歌。
中国的近现代,工业驱动强国之路,而能源,是工业生产的源动力,从煤炭、石油,到可再生能源,再到布局氢能源,从最初借鉴学习,到现在领先全球,一路探索,开创了我国能源发展的光辉历程。
我国氢能发展历程
我国氢能源发展可以追溯到上世纪末,但真正的大规模研发和应用则是在21世纪初以后,大致分为技术探索期、积累发展期、快速成长期、产业爆发期四个阶段。
1. 技术探索期
2000年代初期,我国政府开始逐步投入氢能源技术的研发。2008年,北京奥运会期间,已经有超过20辆燃料电池轿车和2辆燃料电池客车投入运行,这是我国对氢能源早期的应用尝试。
2. 积累发展期
2010年,上海世博会期间,近200辆不同类型的燃料电池汽车进行了示范运行,进一步推动了氢能源技术的应用,这一时期,国内科研机构和企业开始加大对氢能技术的研发投入,包括燃料电池技术、储氢材料和技术等。
3. 快速成长期
2020年以后,我国政府加快了氢能源产业的布局,特别是在加氢站建设和绿色氢气生产方面。2021年11月,中国石化宣布启动首个万吨级光伏制氢示范项目,这是全球在建的最大光伏制氢生产项目,同时各地开始纷纷立项氢能相关项目,氢能产业快速成长。
4. 产业爆发期
2022年北京冬奥会大规模使用了氢燃料电池汽车作为主运力,实现了氢能在大型活动中的实际应用,截至最新数据,中国氢燃料汽车累计保有量已达1.37万辆,同时,我国也积极建设如加氢站、制氢、储氢等基础设施建设,氢能源汽车市场正逐步成熟。
从用能需求来看,我国氢能源的发展目标是到2050年,氢能在中国终端能源体系中的占比达到至少10%,并且氢气需求量接近6000万吨,从而实现大幅减排二氧化碳的目标,用氢需求的扩张,进一步推动了市场的增长,而随着技术进步和市场的扩大,氢能源产业在中国迎来了爆发式增长。
作为整个氢能产业的上游源头,制氢技术与产业也随着我国的发展经历了不同的发展阶段,而技术研发在这一过程中,逐步成为主导力量。
我国制氢技术发展历程
早期阶段
早期我国氢气主要作为化工原料用于合成氨、甲醇等工业产品生产。这一时期的制氢方法主要依赖于化石燃料的重整工艺,如天然气的蒸汽甲烷重整(SMR)或煤炭的气化。
20世纪50-70年代,我国从苏联、日本引进了ALK(碱性电解槽)技术,作为早期新型制氢技术路线,在我国获得了较长的发展时间。
发展阶段
20世纪80年代,我国启动了863计划和973计划,加速以研究为基础的技术商业化项目,氢能纳入其中,这些计划为我国氢能产业的发展奠定了重要基础。同一时期,PEM(质子交换膜)制氢技术逐步从实验室走向商业化应用示范。
20世纪90年代至21世纪初,我国正式开始对PEM电解槽技术的研究和发展工作,而这一时期,随着对更经济有效的水电解技术的需求增长,国外科研专家开始探索AEM(阴离子交换膜)技术作为一种替代方案。初期的研究集中在开发适合AEM系统的材料和催化剂上。
加速阶段
21世纪以来,我国政府加大了对氢能产业的支持力度,建立了多个氢能研究机构,并加强了国际合作。这一时期,中国在氢能产业链的各个环节都进行了大量的投资和发展,随着可再生能源的快速发展,利用风能、太阳能等可再生能源通过电解水制氢实现了低碳,甚至零碳排放的理想效果,电解水制氢技术得到了重视和发展。
AEM作为第三代电解水制氢技术,综合了ALK与PEM的技术优点,实现了低成本、高效率、高纯度制氢,目前已成为最具市场潜力的电解水制氢技术路线之一。
作为国内AEM技术与产品研发先行者,稳石氢能先后在膜、膜电极、催化剂、集控系统四大核心领域取得突破,并于2023年率先在国内发布了2.5kwW/10kW规格的AEM电解水制氢系统,2024年9月2日,稳石氢能中标全球首套单系统1.25MW-AEM(阴离子交换膜)电解水制氢项目,刷新了目前全球最大单系统功率AEM制氢项目的记录,同时也开启了国内兆瓦级AEM商业化应用示范。
此外,稳石氢能250kW与1MW电解水系统也进入到了发布前的最后测试阶段,有望于2024年第四季度正式进入市场。
随着国内用氢场景日益丰富,氢能产业链条逐步完善,不同制氢技术也将呈现百花齐放的盛景,恰值新中国75周年华诞,祝愿伟大祖国,繁荣昌盛,期望氢能产业,蒸蒸日上!