2021团结国开发妄想署氢能工业大会

2021团结国开发妄想署氢能工业大会于12月8日-10日在广东佛山市南海区西樵山文化中心召开。该大会由国家生长和刷新委员会、国家能源局指导

，团结国开发妄想署、中国国际经济交流中心团结主理

，广东省生长和刷新委员会、佛山市人民政府、佛山市南海区人民政府周全支持。

     本次大会以“共创氢时代

，同绘碳中和”为主题

，来自全球组织机构、政府部分、科研院校、氢能与燃料电池工业重点企业的众多嘉宾共聚一堂

，探讨在“双碳”配景下

，中国氢能工业生长的新机缘。

     在专题论坛中

，业内顶级专家对氢能工业的前沿手艺研究希望举行了分享。PM真人（佛山市）新能源科技有限公司董事长孙公权受邀出席本次大会

，并在仙湖手艺论坛上作了《高温甲醇燃料电池手艺》主题报告。

主题报告《高温甲醇燃料电池手艺》

列位向导、专家、同仁

，各人好！我叫孙公权

，来自中国科学院大连化学物理研究所

，也担当PM真人公司董事长。

      今天我汇报的内容主要有以下几个方面：首先是国家战略需求。实现碳达峰、碳中和是我国向全天下作出的庄重允许

，也是一场普遍而深刻的经济社会厘革

，能源动力先行

，这是义禁止辞的。

     从能源清静来看

，我们国家石油入口总量去年是4.56亿吨

，对外依存度高达70.24%

，尤其是经由霍尔木兹海峡和马六甲海峡的占总入口数目的70%

，因此石油替换和清洁能源开发迫在眉睫。

      清洁能源有许多种

，风电今年我国已并网的装机容量突破了3亿千瓦

，一连12年在全球排名第一

；太阳能装机容量也凌驾了2.5亿千瓦

，增添24%。现在氢能的发电量还远低于这个值

，但氢能有着特殊的战略意义

，氢气可以燃烧

，包括航天发念头

，用液氢液氧

，德国把氢气输入自然气管道作为燃料燃烧

；氢气可以制备化学品

，化工反应中的加氢反应众多

；氢气可以发电

，发电意义重大

，在陆、海、空、天诸多领域均有辽阔的应用远景。

      现实上

，氢能经济是上世纪70年月美国提出

，基本想法是水在地球外貌的储量重大

，我们常说“三山六水一分田”。1985年

，国际上提出ITER妄想

，其思绪是若是能把海水里的氢提取出来

，人类的能源问题就解决了。其时的想法是用核聚变。2003年我国加入ITER妄想谈判

，2006年正式加入

，现在项目取得了很大希望。今天氢能的内在越发富厚

，氢气的泉源更广

，包括使用太阳能光解水、电解水等等。

      燃料电池1839年降生

，在应用方面

，燃料电池输出功率从次瓦级到几十兆瓦

，陆、海、空、天都有辽阔的应用远景。我们之以是思量甲醇燃料电池

，是由于在几种主流的电源中

，如超等电容器、铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等

，甲醇燃料电池的比能量很是高

，可凌驾1kWh/kg。

      燃料电池行业最近几年生长迅速

，手艺成熟度显着提高

，商业化历程加速

，今天汤先生和许多人都在谈工业化问题。市场方面

，现在以低温氢燃料电池为主

，复合增添率大于40%。甲醇燃料电池是后起之秀

，市场份额较量低。已往几年里

，燃料电池的资源投入累计凌驾3千亿元

，新降生企业几千家

，尤其是最近几年国企、央企大批进入

，对整个行业的生长无疑是有力地推进。国家政策一连利好

，燃料电池汽车树模应用都会群现在已有三个

，其中佛山市照旧广东都会群牵头都会。

      在电动车领域

，在座的可能也有加入国家的几个五年妄想。最近国务院办公厅印发的生长妄想付与“三纵三横”新的内在

，三纵包括纯电动汽车、插电式的混淆动力汽车、燃料电池汽车。三横就是动力电池与治理系统、驱动电机与电力电子以及新增添的网联化与智能化手艺。

      古板电池结构相对简朴

，而燃料电池链条较长。就燃料而言

，气态燃料有氢气、氨气、自然气

，液态燃料有甲醇、乙醇、燃油等

，也有固态燃料

，好比轻质金属镁、铝、锌等。

      燃料电池产品开发包括要害质料、焦点部件、系统集成等。智能治理方面

，包括电池电控、能源治理、智能互联等。最后才华真正应用到电动车辆、船舶、机站等。

     下面讲讲甲醇燃料的特点和经济性。我们讲氢能经济

，各人思量的都是怎样使用氢气。氢气常温下是气态

，它有许多优势但也有痛点。甲醇常温下是液态

，除了可以解决氢气的贮存、运输、加注等痛点之外

，着实尚有许多优势。作为储氢质料

，碳氢化合物中最好的是甲烷

，可是甲烷常温下是气态的

，碳氢键断裂较量难题。作为液态燃料甲醇的储氢量是12.5%。外洋储氢质料的储氢量约为1.4%

，而海内储氢质料的储氢量约为1.2%-1.3%。甲醇、液化自然气、液氨、液氢等都是液态燃料

，就能量而言

，甲醇单位体积的能量密度优势显着

，甚至高于液氢。

      甲醇排放问题。甲醇反应会天生二氧化碳。随着手艺前进

，二氧化碳捕获后

，通过加氢反应可再生甲醇。最近几年海内也在提倡液态阳光

，用绿氢爆发碳中性的甲醇燃料。与汽油、柴油相比

，甲醇的二氧化碳排放可以降低40%

，硫氧化物、氮氧化物、颗粒物排放险些为零。

      甲醇清静性问题。由这个表可见

，甲醇的清静性显着优于几种通例燃料。

      甲醇的毒性问题。在水中

，甲醇的半致死浓度比其它燃料好得多

，其毒性远远低于汽油、柴油等等。

      我们为什么要做甲醇燃料电池

，尤其是高温甲醇燃料电池呢
？我们来看一下

，氢能经济现已获得了全球的青睐

，着实若是把氢气换成甲醇

，区别就是产品有二氧化碳

，但随着二氧化碳捕获使用等手艺的生长

，这也不是什么大问题。

      2006年

，诺贝尔奖得主南加州大学的George Andrew Olah率先提出甲醇经济

，现实上

，甲醇经济也是氢能经济的一部分。

      低温氢燃料电池优势显着

，能量转化效率高、情形友好

，其痛点是氢气的制备、储运、加注较量重大

，对燃料气中一氧化碳含量较量敏感

，通常小于10ppm。

      高温甲醇燃料电池使用液态燃料

，存储、携带、加注较量利便。提高温度后

，一氧化碳问题险些可以忽略

，电极反应速率倍增。但耐高温聚合物电解质膜质料开发希望缓慢

，国际上投入了大宗人力财力

，近几年有所突破。

      甲醇燃料电池事情原理与通例的一次/二次电池相同

，能量转化效率高

；事情方法与汽油/柴油发电机相似

，只要一直提供燃料则可一连稳固发电。甲醇燃料电池主要分为以下三种：一是直接甲醇燃料电池

，我们研发了近三十年

，其特点是燃料直接注入电堆

，电池结构简朴、使用携带利便、电池能量密度较高

，但能量转化效率较低

；二是甲醇通过催化重整

，疏散净化后进入低温PEMFC。由于重整气中一氧化碳含量高达几万ppm

，通常需要多级疏散净化

，系统重大

，本钱较高。三是高温甲醇燃料电池

，由于耐高温电解质膜的降生

，电池抗一氧化碳能力大幅提升

，甲醇燃料重整气直接通入高温电堆

，省略了疏散净化办法

，电极反应速率显着提高

，近年来已成为国际研发热点之一。高温甲醇燃料电池手艺系统与低温PEMFC类似

，包括要害质料、焦点部件、系统集成、智能控制

，以及多能源组合使用等。

      我们开展甲醇燃料电池研究开发近三十年

，从电催化剂、电解质膜、膜电极、单双极板到系统集成、智能控制等

，现已完成了电解质膜、多孔电极、膜电极、电堆生产线建设。授权专利230余件

，获省部级以上奖9项

，其中国家级奖项3项。

      市场应用主要有电动车动力电源

，船舶动力/辅助电源

，小型疏散电站等

，PM真人战略是开发1、5、10、30kW
？

，基本可笼罩1-120kW的现实应用。

      2016年

，我们组装了第一台高温甲醇燃料电池驱动的乘用车

，运行效果批注

，硫氧化物、氮氧化物近零排放

，百公里燃料消泯灭小于20元人民币

，3辆车在大连试运行

，受到了专家偕行的一致好评。别的

，高温甲醇燃料电池在景区车、房车、工程指挥车、应急电源车等方面应用远景辽阔。

      在船舶动力/辅助电源方面。团结国海洋条约的公布实验

，对海洋情形要求越来越高。国际航运燃油大都接纳重油

，污染严重。

      11月8日

，我们研制的高温甲醇燃料电池游船

，在丹灶仙湖下水

，动力电源为25kW

，辅助电源5kW以知足照明、空调、热水等需求。与古板燃油相比

，优势显着

＝哟谧形蝗ハ珊亲自体验。

      在小型疏散电站方面

，热-电联供的能量转换效率较高

，应用远景辽阔。

      小结：我小我私家以为

，氢能可能是能源的最终目的

，低温PEMFC应用远景辽阔

；甲醇燃料电池优势显着

，甲醇燃料资源富厚、价钱低廉

，跨越油气时代不可或缺

；二次电池、低温PEMFC、高温甲醇燃料电池各有优缺

，细分市场可能差别

，但共存互补是时势所趋

；燃料电池国家政策导向一连利好

，希望各人携手并肩、通力相助、共创未来

，谢谢各人。