不斷進(jìn)化，氫能源行業(yè)技術(shù)布局及創(chuàng)新觀察

時(shí)間:2023-07-21 08:16來源:動(dòng)點(diǎn)科技 作者:icebin
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      就在幾年前，零排放氫經(jīng)濟(jì)的夢想似乎只是一個(gè)氣候保護(hù)的矛盾修辭，當(dāng)時(shí)化石能源，包括天然氣和煤炭是全球氫供應(yīng)的主要來源�，F(xiàn)在仍然如此，但新的綠色氫技術(shù)正開始將它們推到一邊。沼氣和其他有機(jī)廢物也在發(fā)揮作用，現(xiàn)在的主要焦點(diǎn)是從水中提取氫氣的電解系統(tǒng)，電力來自風(fēng)能、太陽能或其他可再生能源。從可再生能源的角度使水產(chǎn)氫贏得了“綠色”氫的稱號(hào)。從工業(yè)來源回收的氫氣也可能在氣候保護(hù)方面發(fā)揮作用。
博世和尼古拉Nikola綠色卡車創(chuàng)業(yè)公司的技術(shù)合作
 
      博世致力于利用綠色氫氣來推動(dòng)燃料電池移動(dòng)性。博世一直是汽車行業(yè)一個(gè)重要的技術(shù)力量，其在電動(dòng)汽車行業(yè)中發(fā)揮著強(qiáng)大的幕后作用，以實(shí)現(xiàn)長期的工程創(chuàng)新記錄，因此該公司也涉足氫燃料電池領(lǐng)域也就不足為奇了。博世表示，一支工程師團(tuán)隊(duì)，幫助美國初創(chuàng)公司Nikola Motors推出一款改進(jìn)版的Nikola Tre燃料電池電動(dòng)長途卡車，此舉引起了人們的關(guān)注。博世預(yù)計(jì)，到2030年，五分之一重量為6噸或以上的新卡車將配備燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)。
 
     最早，Nikola的Tre燃料電池卡車項(xiàng)目啟動(dòng)于2017年，當(dāng)時(shí)有消息稱Nikola和博世將使用博世的可擴(kuò)展、模塊化一體化eAxle聯(lián)合開發(fā)新的動(dòng)力總成。2021年9月，Nikola尼古拉和博世宣布達(dá)成協(xié)議，尼古拉將在其位于亞利桑那州的工廠為尼古拉的7級(jí)和8級(jí)燃料電池卡車制造博世燃料電池電源模塊，首先是Nikola Tre 8級(jí)卡車500英里級(jí)別，然后在900英里級(jí)別時(shí)推出Nikola Two 8級(jí)卡車。
 
      顯然所有的努力都得到了回報(bào)。博世2023年技術(shù)日宣布Nikola是博世燃料電池電源模塊的試點(diǎn)客戶，該模塊現(xiàn)已在其位于斯圖加特-費(fèi)爾巴哈的工廠進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。該公司還確認(rèn)，Nikola預(yù)計(jì)將于今年晚些時(shí)候（即第三季度的某個(gè)時(shí)間）開始為美國市場生產(chǎn)TreClass 8卡車。博世已制定計(jì)劃，根據(jù)其當(dāng)前業(yè)務(wù)和技術(shù)的杠桿作用，到2030年其氫相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)模將達(dá)到50億歐元。該公司已經(jīng)在2021年至2026年制定了25億歐元的計(jì)劃，比原定的五年計(jì)劃多了10億歐元。
全球首輛氫能源智軌電車以及地鐵施工作業(yè)車由中國制造
 
      全球首輛氫能源智軌電車在湖南株洲順利裝運(yùn)發(fā)車。幾天后它將從上海港出發(fā)運(yùn)往“一帶一路”沿線國家馬來西亞，這也是首批交付東南亞地區(qū)的智軌電車。該智軌由中車株洲所自主研制，將用于馬來西亞沙撈越州古晉市的城市交通運(yùn)輸服務(wù)，車輛首次采用氫能源動(dòng)力系統(tǒng)，具有續(xù)航里程更長、加氫時(shí)間更短、更低碳節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，整車通過智能化設(shè)計(jì)升級(jí)，擁有更高“智慧”，高度契合馬來西亞力求實(shí)現(xiàn)零排放、智能化公共交通系統(tǒng)的需求。
 
      同時(shí)，車輛創(chuàng)新采用了70MPa儲(chǔ)氫系統(tǒng)和大功率燃料電池系統(tǒng)，續(xù)駛里程可達(dá)245公里。此外，車輛還裝載應(yīng)用分布式動(dòng)力系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更緊湊、重量更輕、動(dòng)力更強(qiáng)，可為古晉市民帶來更舒適、更快捷的出行體驗(yàn)。
 
       由中鐵武漢電氣化局研制的氫能源地鐵施工作業(yè)車在湖北襄陽下線。據(jù)了解，該作業(yè)車采用氫燃料電池與鋰電池混合動(dòng)力系統(tǒng)提供牽引動(dòng)力，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里。這款作業(yè)車具有最大容量50公斤的儲(chǔ)供氫系統(tǒng)，加注30分鐘氫氣，即可實(shí)現(xiàn)單機(jī)連續(xù)運(yùn)行32小時(shí)，運(yùn)行時(shí)沒有廢氣和噪音，排放物為水，能應(yīng)用于地鐵、隧道、礦山等相對密閉的環(huán)境。
沃爾沃和戴姆勒在氫能源卡車上不斷加注
 
       戴姆勒卡車致力于引領(lǐng)可持續(xù)交通，明確致力于兩種驅(qū)動(dòng)技術(shù)：電池電動(dòng)和氫動(dòng)力卡車和公共汽車。因此，戴姆勒大規(guī)模投資于氫技術(shù)。到2026年，戴姆勒與沃爾沃集團(tuán)的合資企業(yè)cellcentric將投入運(yùn)營歐洲最大的燃料電池生產(chǎn)設(shè)施之一。此外，在這個(gè)十年的下半年，梅賽德斯-奔馳GenH2卡車將上路，并已經(jīng)接受了嚴(yán)格的測試。
 
       全球最大的兩家卡車制造商戴姆勒和沃爾沃都在測試氫氣卡車，以期在2025-2030年間開啟大規(guī)模生產(chǎn)�；A(chǔ)設(shè)施可能會(huì)得到改善：歐盟(EuropeanUnion)最近制定了一個(gè)目標(biāo)，即到2031年，在該地區(qū)的主要干線上每124英里就有一個(gè)加氫站。另外，戴姆勒會(huì)將現(xiàn)有的燃料電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)全部整合進(jìn)新的合資公司，而沃爾沃集團(tuán)則會(huì)花6億歐元買下該合資公司50%的股份。沃爾沃原廠在氫燃料電池已耕耘多年，沃爾沃從2018年開始研發(fā)使用氫燃料電池的聯(lián)結(jié)車HX04，7.5分鐘就能注入12公斤氫氣，且能行駛約4小時(shí)。
 
      在氫基驅(qū)動(dòng)器的開發(fā)中，戴姆勒顯然更喜歡液氫。液態(tài)氫比氣態(tài)氫具有更高的能量密度。因此，可以攜帶更多的氫氣，從而顯著增加續(xù)航里程，并使車輛性能與柴油卡車相當(dāng)�？闪慨a(chǎn)的GenH2Truck的開發(fā)目標(biāo)是續(xù)航里程可達(dá)1,000公里或更遠(yuǎn)。這使得卡車適用于靈活和要求苛刻的應(yīng)用，特別是在重型長途運(yùn)輸?shù)闹匾糠帧?/div>
綠色氫也適用于發(fā)電廠從源頭上實(shí)現(xiàn)綠色
 
      從水電解到燃料電池的途徑是雙向的。當(dāng)氫燃料與環(huán)境氧氣相互作用時(shí)，燃料電池會(huì)產(chǎn)生水。從電解系統(tǒng)生產(chǎn)綠色氫氣本質(zhì)上是相反的過程，這解釋了為什么博世傾向于將電解和燃料電池放在同一屋檐下。博世今年早些時(shí)候開始研究質(zhì)子交換膜電解系統(tǒng)。他們預(yù)計(jì)將在短期內(nèi)擁有可用于試點(diǎn)應(yīng)用的1.25兆瓦原型，并于2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
 
      除了用于移動(dòng)燃料電池之外，綠色氫也開始用于固定應(yīng)用。博世正在考慮用于固定用途的新型固體氧化物燃料電池技術(shù)，并已確定德國的一家醫(yī)院作為其首個(gè)燃料電池微型發(fā)電廠的候選者。博世也是倡導(dǎo)用綠色氫替代內(nèi)燃機(jī)中化石燃料的公司之一。最大的問題是是否會(huì)有充足的綠色氫供應(yīng)。博世計(jì)劃在綠色氫供應(yīng)鏈啟動(dòng)之前使用天然氣運(yùn)行其固定燃料電池，同樣的策略也可能適用于其氫發(fā)動(dòng)機(jī)。博世有極大的技術(shù)推進(jìn)力，旗下?lián)碛?70個(gè)不同的實(shí)體，遍布60多個(gè)國家。再加上銷售和服務(wù)合作伙伴，其業(yè)務(wù)范圍幾乎延伸到地球上的每個(gè)國家。
 
總結(jié)
 
      氫能作為一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用前景廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要載體之一，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑。氫作為一種通用的、全經(jīng)濟(jì)的投入在可持續(xù)發(fā)展方面能發(fā)揮重要作用。值得一提的是，氫不僅僅是電動(dòng)汽車和內(nèi)燃機(jī)的燃料。現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)體已經(jīng)充滿了氫氣，而氫氣是化石能源的先行者。通過轉(zhuǎn)向綠色氫，工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體可以使其化肥和食品加工行業(yè)以及制藥、冶金、煉油、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和其他普遍存在的活動(dòng)脫碳。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 氫能
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