這增加了其儲存的復(fù)雜性和風(fēng)險成本問題:目前,氫能源的儲存和運輸成本相對較高。無論是高壓氣瓶、低溫儲罐還是固態(tài)儲氫材料,都需要特殊的設(shè)備和材料,這些都會增加成本。此外,儲存過程中可能需要的能耗也會進一步推高成本。
此外,氫燃料還可應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。在第十四屆中國國際航空航天博覽會上,中國航發(fā)集團研發(fā)的 燃氫發(fā)動機,展示了氫燃料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。通過系列化發(fā)展,該發(fā)動機未來可適用于支線客機、直升機、無人機等。
在工業(yè)領(lǐng)域,氫燃料同樣有著廣闊的應(yīng)用前景。它可以用于發(fā)電、供熱等,為工廠提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)。在一些對能源純度和穩(wěn)定性要求較高的工業(yè)生產(chǎn)過程中,如電子芯片制造、金屬冶煉等,氫燃料的優(yōu)勢尤為明顯。
氫氣還是重要的化工原料和還原劑,廣泛應(yīng)用于石油煉制、化肥生產(chǎn)等行業(yè)。在石油煉制中,氫氣可用于加氫裂化、加氫精制等工藝,提高油品質(zhì)量;在化肥生產(chǎn)中,氫氣是合成氨的重要原料。
氫燃料在電力領(lǐng)域的應(yīng)用,主要通過燃料電池或氫氣輪機將氫能轉(zhuǎn)化為電能,為家庭、企業(yè)等提供清潔電力。在分布式能源系統(tǒng)中,氫燃料電池可以作為備用電源或立電源,確保在電網(wǎng)故障或停電時,仍能為用戶提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
此外,氫燃料還可以與可再生能源(如太陽能、風(fēng)能)結(jié)合,解決可再生能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問題。在風(fēng)能、太陽能發(fā)電充足時,利用多余的電能電解水制氫,將氫儲存起來;在能源需求高峰或可再生能源發(fā)電不足時,再通過氫燃料電池發(fā)電,實現(xiàn)能源的穩(wěn)定供應(yīng)。
目前,氫燃料的生產(chǎn)、儲存和運輸成本都較高。制取氫氣的方法,如電解水制氫,需要消耗大量的電能,導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下;而化石燃料制氫雖然成本相對較低,但會產(chǎn)生一定的碳排放,不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。高壓儲存氫氣需要昂貴的設(shè)備,運輸過程中也需要特殊的管道或車輛,這進一步增加了氫燃料的成本。
隨著科技的不斷進步,新型材料的研發(fā)有望降低燃料電池的成本,提高其性能和壽命。例如,質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)中,新型質(zhì)子交換膜材料的研發(fā)可以提高電池的效率和耐久性;在儲氫技術(shù)方面,金屬氫化物儲氫、碳納米管儲氫等新型儲氫材料和技術(shù)的研究,為降低儲氫成本、提高儲氫安全性提供了可能。
在未來,我們或許將看到更多的氫燃料電池汽車行駛在道路上,加氫站如同加油站一樣遍布城市的各個角落;工業(yè)領(lǐng)域中,氫燃料將成為主流的能源供應(yīng)方式,助力產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型;電力系統(tǒng)中,氫燃料與可再生能源的深度融合,將構(gòu)建起更加穩(wěn)定、清潔、智能的能源體系。