氢交通、氢储能、氢工业等氢能三大应用场景解析，“固块氢技术”解决氢储运与安全应用难题

固块氢储能专家艾氢技术 2023-11-13

双碳大背景下，氢能作为一种储量大、污染小、热值高、可再生的清洁能源，为各行业脱碳提供了重要途径。过去大家提到氢能，想到的都是「氢燃料电池」。但氢能的应用已经渗透到传统能源的各个方面，主要分为三大类：氢交通、氢储能、氢工业。未来，三大场景将共同推动氢能的发展。

双碳大背景下，氢能作为一种储量大、污染小、热值高、可再生的清洁能源，为各行业脱碳提供了重要途径。

过去大家提到氢能，想到的都是「氢燃料电池」。但氢能的应用已经渗透到传统能源的各个方面，主要分为三大类：氢交通、氢储能、氢工业。未来，三大场景将共同推动氢能的发展。

一、氢交通

交通领域是目前氢能应用相对比较成熟的领域，氢能源在交通领域的应用包括公路、铁路、航空和海运等，其中，氢燃料电池汽车是氢能源在交通领域的主要应用手段。

01 公路

近年来，氢燃料电池汽车发展迅速，与纯电动汽车和传统燃油车相比，燃料电池汽车具有温室气体排放低、燃料加注时间短、续航里程高等优点，较适用于中长距离或重载运输。

当前燃料电池汽车产业政策也优先支持商用车发展，现阶段国内燃料车以客车和重卡等商用车为主，乘用车主要用来租赁。据预测，到2030年我国燃料电池车产量有望达到62万辆/年。

02 铁路

与传统柴油火车相比，氢动力火车主要具有以下优点：

（1）零污染、零排放：运行过程中只排放水蒸气，绿色环保；

（2）运行效率高：利用燃料电池将化学能直接转化为电能，并通过外部回路驱动牵引电机等设备工作，避免了传统发电方式中由于燃料燃烧、蒸汽涡轮、发电机等多个环节所造成的大量能量损耗，而且燃料电池还可以利用制动回馈技术将制动时产生的动能转化为电能储存起来；

（3）运营成本降低：不需要依赖于线路牵引供电系统，省去了铺设和维护接触网或者第三轨等设施所需的巨额投资，且由于氢气具有较高的储能密度，一次加注就可以支持长时间、长距离地行驶，减少了充换电站或者换乘站点等基础设施建设和运营费用；

（4）安全性高：现代技术已经可以保证氢气在储存、输送和使用过程中达到高标准的安全性要求，由于没有火花塞或者火焰等高温元件，在碰撞事故中也不会引起火灾或者爆炸。

03 航空

目前，航空领域利用氢能提供动力的技术路线主要有3种：

（1）使用氢燃料电池通过化学反应产生电能，为电动机提供电力；

（2）通过氢燃料在燃烧室内燃烧，推动涡轮并带动风扇产生推力；

（3）通过点燃更大流量的氢气以驱动涡轮、产生动力，从而使发动机获得更大的功率密度。

今年3月，国内首款氢燃料内燃机飞机验证机在沈阳某机场完成首飞，意味着我国在航空领域氢能应用上踏出了坚实的一步。

04 航运

航运业的碳减排主要取决于氢、氨等新型低碳技术和燃料的开发及商业化，氢动力船舶基于燃料电池的氢能应用模式，兼顾能源高效利用、零排放、船舶舒适度提升，可以适应未来绿色船舶市场需求，并且具有广阔应用前景。

近日，国内首艘氢燃料电池动力示范船“三峡氢舟1”号在湖北宜昌三峡游客中心（九码头）完成首航。这标志着氢燃料电池技术在内河船舶应用实现零的突破，万里长江迎来了第一艘氢燃料动力船。

二、氢储能

氢储能技术是利用电力和氢能的互变性而发展起来的。氢储能既可以储电，又可以储氢及其衍生物（如氨、甲醇）。

氢储能技术应用在发电领域的优势：

（1）存储容量大：氢气作为一种储能介质，能量密度是燃油的3倍左右。与传统的电池储能技术相比，氢气储能可以实现更大规模的能量储存。

（2）长期储存和长距离运输：氢气储能不受容量衰减等限制，具有良好的稳定性，可以实现较长时间的储存，也能实现长距离运输。

（3）清洁能源转换：与传统的化石燃料发电方式相比，氢气储能系统是一种无污染、无排放的清洁能源转换方式，有助于减少环境污染，降低碳排放。

（4）实现多能源互补：氢气可以与其他能源形式互补利用，从而提高能源系统的灵活性和稳定性，减少对化石能源的依赖，推动能源结构转型。

（5）满足偏远地区和岛屿的能源需要：在一些偏远地区和岛屿地区，传统能源供应方式可能受限或不太可行，氢气储能技术可以为这些地区提供可靠的能源解决方案。

三、氢工业

01 化学工业

氢气是合成氨、甲醇等的主要原料之一；在炼油工业中，氢气被广泛用于对石脑油、粗柴油、燃料油、重油的脱硫、石油炼制、催化裂化以及不饱和烃等的加氢精制以提高油品的质量；尼龙塑料、农药、油脂化学和精细化学品加工中都需要氢气生产相应产品。

02 电子工业

氢气主要用作保护气体。电子材料、半导体材料和器件、集成电路及电真空器件生产中，都需要高纯氢做还原气、携带气和保护气。

03 冶金工业

有色金属如：钨、钼、钛等生产和加工中，使用氢作还原剂和保护气。在硅钢片、磁性材料和磁性合金生产中，也需要高纯氢气作保护气，以提高磁性和稳定性。在精密合金退火。粉末冶金生产中，薄板和带钢轧制中常用氢—氮做保护气。

04 油脂工业

将液态油氢化为固态或半固态的脂肪，生产人造奶油或肥皂工业用的硬化油，可稳定贮存，并能抵抗细菌的生长，提高油的黏度。氢气还用于动植物油脂的硬化，如制造人造奶油、脆化奶油、润滑脂等。

05 轻工业

如：石英玻璃、人造宝石的制造和加工、浮法玻璃生产中，都使用氢气做燃烧气或保护气。其他，氢气作为汽轮发电机的冷却剂。

随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展，氢能应用范围必将不断扩大。然而，氢能大规模应用的难点还在于氢气的储、运环节。

如何让氢储运成本更低？安全性更好？更适合规模化应用需求？艾氢「固块氢技术」的出现，解决了氢高密度储存与安全应用难题，加速了商业化进程。

艾氢「固块氢技术」就是将氢储存于固块氢化镁中，通过水合反应稳定释氢，释氢比可达15.2%。其产生的氢气是传统金属储氢制氢的2倍。一块长35mm宽35mm高18mm的固块氢化镁就能生成42升氢气。

艾氢「固块氢技术」有效解决了氢储运的三大痛点：

（1）降低储运成本：固块氢化镁常温常压下非常稳定，普通的密封桶就可以储存运输，包装只需防潮即可，从而精简运氢设施，无需大量特制的储氢罐，具有显著的成本优势。

（2）储运更安全：常温常压下非常稳定，相较于350-700个大气压的高压氢，固块氢化镁工作压力始终为1个大气压，无易燃易爆缺陷，可以像运大米一样，储运氢更安全。

（3）随时随地加氢：可以持续稳定可控地释氢，需要多少氢气就加对应量的固块氢化镁，无需去加氢站，可随时随地加氢，并且可实现用多少氢气即发多少氢气。相比加氢站，加氢更灵活便捷，投资成本更小。

随着碳中和、能源转型逐渐成为全球共识，氢能迎来「10年黄金发展期」。艾氢技术将抓住机会，更大限度地通过技术，提高效率和降低产业链成本，促进氢能产业乃至我国能源结构的改变。

本文内容来源于：固块氢储能专家艾氢技术，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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