2026-04-14 23:06:32
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住宅區燃料電池正在成千上萬的日本家庭示範推廣。作為“住宅區燃料電池廣泛性示範工程”的一部分,日本安裝了額外的1120台聚合物電解質膜(PEM)燃料電池給家庭提供電力和熱水。根據這項計劃,自2005年以來,天然氣和石油公司共同把超過3300套1千(qian)瓦(wa)的(de)聚(ju)合(he)物(wu)電(dian)解(jie)質(zhi)膜(mo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)投(tou)產(chan)在(zai)日(ri)本(ben)各(ge)地(di)的(de)家(jia)庭(ting)。這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)利(li)用(yong)丙(bing)烷(wan),城(cheng)市(shi)燃(ran)氣(qi),或(huo)煤(mei)油(you)作(zuo)為(wei)燃(ran)料(liao),據(ju)說(shuo)家(jia)庭(ting)的(de)主(zhu)要(yao)能(neng)源(yuan)用(yong)量(liang)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)24%,而其二氧化碳的排放量可以減少39%。


氫能汽車加氫經驗越來越豐富。根據美國主要的工業氫供應商的資料統計,迄今為止總共有8萬輛氫能汽車加氫,而且正在16個國家以3萬輛/年的速度增長。目前大約75%的加氫發生在美國,氫能汽車用戶稱氫的加注過程跟汽油的加注過程沒有很大的差別。
3. 氫能的儲存 研究表明氫能的儲存在高峰電力上具有競爭優勢。國家可再生能源實驗室(NREL)進行了初步的經濟性研究表明,公用事業規模的氫能存儲係統對一些發電調峰資源可提供具有競爭力的替代儲能方式(如果美國能源部的技術達到目標)。 示範項目探討了氫具有能使來自風能和太陽能的間歇性能源連續使用的潛力。可再生能源實驗室和Xcel能源的合資企業研究的Wind2H2xiangmujinrudierniandeyunzuo。gaixiangmuzhengzaitansuokezaishengnengyuanheqinggongtongshengchandexitongjichengwenti,qimubiaoshitigaoxitongdekekaoxing,tiaodunenglihezaifadiangaofengqijiangkezaishengnengyuanyongqinglaichucundejingjixing。ranhouqingkeyizaixuyaoshibeizhuanhuanweidianli,huozuoweiqicheranliaoshiyong。 4. 燃料電池汽車(小轎車和公共汽車) 本田和通用的燃料電池汽車交付給消費者。2008年,最新一代的本田和通用氫燃料電池汽車(HFCVs)作為有限的商業化示範工程的一部分,衝擊著商業化之路: ——通用汽車公司的項目放在100輛雪佛蘭春分氫燃料電池汽車上,主流客戶位於紐約,加利福尼亞州和華盛頓特區。到2008年年底,雪佛蘭的氫燃料電池車隊已通過了行駛50萬英裏的一個裏程碑。類似的項目於11月在歐洲啟動。 ——本田在日本和加利福尼亞州推出了它的Clarity HFCV,並選擇客戶,以推動這些車輛的日常使用。目前總共有6輛Clarity燃料電池汽車在加利福尼亞州的道路上行駛,計劃到2011年夏總數將達到200輛。Clarity燃料電池汽車的氫燃料效率相當於每加侖汽油(gge)行駛72英裏。 ——客戶都看好這兩種產品,並要求參與這項計劃,需求量遠遠超出了燃料汽車的供應量。 日本政府開始租賃氫燃料電池汽車。2008年9月,豐田公司宣布,它已開始以每月7700美元的價格租賃最新的氫燃料電池汽車給日本政府,租賃期超過30個月。這一計劃雖然代表不了HFCV更高產量時的成本,但卻表明了日本政府購買氫燃料電池汽車初期費用的意願。 現有的混合動力汽車繼續發展。2008年,由30輛受人矚目的氫燃料電池汽車組成的福特車隊累積運行裏程超過100萬英裏。至2008年底,美國能源部學習示範項目的第一代氫燃料電池汽車運行記錄也超過150萬英裏。 燃ran料liao電dian池chi公gong共gong汽qi車che提ti供gong了le一yi條tiao公gong共gong交jiao通tong低di排pai放fang的de途tu徑jing。奧ao克ke蘭lan和he加jia州zhou的de交jiao流liu轉zhuan變bian氫qing燃ran料liao電dian池chi公gong共gong汽qi車che的de成cheng功gong示shi範fan,表biao明ming巴ba士shi車che隊dui經jing營ying者zhe的de早zao期qi開kai發fa可ke以yi產chan生sheng氣qi候hou效xiao益yi,並bing且qie能neng夠gou提ti高gao以yi柴chai油you為wei動dong力li的de公gong共gong汽qi車che66%的效率。三輛燃料電池公共汽車在2008年北京奧運會上運送中國和國際運動員。 5. 其他移動應用 燃料電池在要求集中的貨物處理時替代傳統的電池非常有吸引力。美國國防後勤局開始努力配置四個大型配送中心的約100輛liang燃ran料liao電dian池chi叉cha車che。由you於yu考kao慮lv到dao生sheng命ming周zhou期qi成cheng本ben和he運yun行xing效xiao益yi,需xu要yao大da批pi量liang運yun行xing的de私si營ying公gong司si,包bao括kuo雜za貨huo店dian,輪lun胎tai製zhi造zao商shang和he物wu流liu公gong司si,也ye宣xuan稱cheng要yao配pei置zhi新xin的de燃ran料liao電dian池chi叉cha車che。


小規模電解槽為電力製氫提供了一種近期選擇。分布式電解水製氫也正在進行商業化推廣。高產量(1500千克/天)的分布式製氫成本是4.8美元/gge,或者是每行駛一英裏2.9美元/gge。長(chang)遠(yuan)來(lai)說(shuo),電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)應(ying)該(gai)和(he)間(jian)歇(xie)性(xing)的(de)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)結(jie)合(he)起(qi)來(lai),例(li)如(ru)風(feng)能(neng)和(he)太(tai)陽(yang)能(neng),用(yong)於(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)和(he)用(yong)作(zuo)能(neng)量(liang)儲(chu)存(cun)介(jie)質(zhi)去(qu)緩(huan)衝(chong)間(jian)歇(xie)性(xing)能(neng)源(yuan)。
新的低成本管道材料的開發能夠實現低成本長距離輸送大量氫氣。現在廣泛用於石油和天然氣輸送的纖維增強聚合物管道(FRPP),有可能顯著降低氫的管道輸送成本,它與標準鋼管的成本相比是60萬美元/英裏比上100萬美元/英裏。Oak Ridge和薩凡納河國家實驗室的測試顯示FRPP的泄漏和滲透率都相當於或優於鋼管。 核能製氫取得了進展。美國能源部下屬的愛達荷州國家實驗室(Idaho National Laboratory)初步試驗後,通過高溫電解(HTE)以5立方米/小時的速度製氫。薩凡納河和桑迪亞國家實驗室團隊也報告稱,利用太陽能或高溫核反應堆製氫取得了初步的成功。 2. 氫的儲存 daiyouchucunguandeqingnengqichezaixingshifanweishangyumuqiandeqichexiangbijuyoujingzhengyoushi。zhuyaoqichezhizaoshangxuanchengtamenjihuashiyongtangaoyachucunguanquchucunqingqi,yaqiangwei5000-10000磅每平方英寸(psi)。豐田公司聲稱,在SUV樣車裏使用10000psi的儲存罐,不損害其運貨能力,行駛472英裏的裏程是完全可以實現的(根據日本JC08裏程測試周期估算)。本田報告稱他們的轎車樣車使用5000psi的儲存罐,行駛280英裏的裏程是可以實現的(根據官方環保署估算的裏程),同時還保持13.1立方英尺的貨艙空間和100立方英尺的乘客空間。重量,成本和加注時間仍然是用儲存罐存儲氫氣技術的挑戰。 新型的高能量密度儲存材料正在研發。美國能源部正在支持大規模的基礎和應用研究,通過國家氫能儲存項目,尋求新型的低體積/低質量係統的儲氫材料。卓越團隊中心已經生產出大量高儲存容量、優you越yue的de能neng量liang利li用yong率lv和he適shi用yong於yu車che輛liang應ying用yong的de材cai料liao。盡jin管guan仍reng然ran沒mei有you任ren何he一yi種zhong材cai料liao達da到dao美mei國guo能neng源yuan部bu的de技ji術shu目mu標biao,但dan是shi也ye已yi經jing開kai發fa了le令ling人ren鼓gu舞wu的de材cai料liao,包bao括kuo高gao容rong量liang的de金jin屬shu硼peng氫qing化hua物wu,金jin屬shu氫qing化hua物wu納na米mi管guan,alane,胺硼烷的複合物,“複合型”金屬和硼摻雜吸附劑,高比表麵積金屬有機骨架材料(MOFs),和新的室溫吸附劑,如金屬催化碳和MOFs。 3. 燃料電池 最近分析出車用燃料電池係統成本為73美元/kW。技術的發展使80千瓦的車用聚合物電解質膜燃料電池係統成本估算下降。利用2008年的成本估算模型,預計每年50萬台的生產量,從2007年的94美元每千瓦下降到2008年的73美元每千瓦。2015年的目標是30美元每千瓦。 研(yan)發(fa)出(chu)了(le)一(yi)些(xie)有(you)前(qian)途(tu)的(de)減(jian)少(shao)或(huo)消(xiao)除(chu)鉑(bo)含(han)量(liang)的(de)技(ji)術(shu)。主(zhu)要(yao)的(de)研(yan)發(fa)人(ren)員(yuan)繼(ji)續(xu)研(yan)究(jiu)降(jiang)低(di)鉑(bo)含(han)量(liang)來(lai)降(jiang)低(di)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)成(cheng)本(ben)的(de)技(ji)術(shu),為(wei)了(le)大(da)幅(fu)度(du)降(jiang)低(di)鉑(bo)的(de)總(zong)含(han)量(liang),甚(shen)至(zhi)消(xiao)除(chu)鉑(bo)含(han)量(liang),出(chu)現(xian)了(le)一(yi)些(xie)創(chuang)新(xin)的(de)方(fang)法(fa)。雖(sui)然(ran)仍(reng)處(chu)於(yu)初(chu)期(qi)階(jie)段(duan),但(dan)這(zhe)些(xie)新(xin)的(de)發(fa)展(zhan)預(yu)示(shi)著(zhe)大(da)幅(fu)削(xue)減(jian)成(cheng)本(ben)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)。 車用燃料電池壽命提高,走近商業化目標。許多燃料電池製造商宣稱在燃料電池壽命提高上取得了重要的進展(主要是膜的使用壽命問題)。大多數汽車燃料電池製造商公開聲稱電堆能運行2000小時,一些製造商私下表示能運行5000小時,相當於供汽車行駛15萬英裏的使用壽命。2008年,3M公司日前宣布,他們的膜電極裝配,與電堆耐久性有關的核心組件,負載循環運行超過7300小時。Plug Power宣稱,他們為叉車工作周期設計的燃料電池電堆運行達到10000小時。這些都是車用燃料電池走向商業化的重要一步。 燃料電池汽車冷啟動技術取得了很大進步。幾乎每一個主要的燃料電池製造商都已表示,防凍和冷啟動問題已得到圓滿解決。例如,2008年Nuvera在-20℃(-4OF)的狀態下隻用了30秒汽車就啟動至50%。 高溫膜的研發提供了簡單且低成本的係統路徑。高溫膜的研發已經取得了突破,使聚合物電解質膜燃料電池能在120℃工作,遠高於常規膜80℃的限製。高溫膜能在幹燥的狀況下運行,減少了加濕成本,同時方便了散熱,可以減少對冷卻係統的需求。 4. 安全/規劃和標準 氫qing作zuo為wei燃ran料liao使shi用yong繼ji續xu被bei證zheng明ming是shi安an全quan的de。日ri本ben的de研yan究jiu表biao明ming,在zai加jia氫qing係xi統tong中zhong氫qing氣qi的de緩huan慢man泄xie露lu對dui氫qing氣qi著zhe火huo隻zhi構gou成cheng很hen小xiao的de危wei險xian。紐niu約yue加jia氫qing站zhan懷huai特te普pu萊lai恩en斯si的de一yi場chang壓ya縮suo機ji組zu火huo災zai,展zhan示shi了le為wei快kuai速su控kong製zhi火huo災zai設she計ji的de安an全quan係xi統tong,結jie果guo沒mei有you人ren身shen傷shang亡wang,財cai產chan損sun失shi也ye降jiang到dao了le最zui低di。 先遣急救員培訓項目已涉及氫和燃料電池汽車事件的發展。在美國,通過氫行業、州和聯邦政府資助的培訓項目,7000多名先遣急救員進行了氫安全程序培訓。 在美國和國際上,氫的規範和標準取得了重大進展。例如,美國交通部的管道和危險材料安全部門(PHMSA)發fa布bu了le最zui後hou的de規gui則ze,允yun許xu交jiao通tong運yun輸shu的de燃ran料liao電dian池chi和he廣guang泛fan的de燃ran料liao作zuo為wei隨sui身shen攜xie帶dai的de行xing李li帶dai上shang美mei國guo客ke機ji。這zhe條tiao新xin規gui則ze還hai規gui定ding了le燃ran料liao電dian池chi和he燃ran料liao電dian池chi盒he由you公gong路lu和he鐵tie路lu,以yi及ji國guo際ji海hai洋yang散san裝zhuang運yun輸shu提ti供gong日ri常chang貨huo物wu運yun輸shu。 三、氫和燃料電池的財政大氣候2008年,氫和燃料電池技術和產品的創新投資環境變得更具挑戰性。2008年的前9個月,汽油(實際上是所有石油產品)價(jia)格(ge)的(de)飛(fei)速(su)上(shang)漲(zhang),為(wei)融(rong)資(zi)選(xuan)擇(ze)替(ti)代(dai)燃(ran)料(liao)比(bi)如(ru)氫(qing)創(chuang)造(zao)了(le)有(you)利(li)條(tiao)件(jian)。然(ran)而(er),第(di)四(si)季(ji)度(du)的(de)全(quan)球(qiu)經(jing)濟(ji)危(wei)機(ji)導(dao)致(zhi)了(le)油(you)價(jia)大(da)幅(fu)度(du)減(jian)少(shao),這(zhe)反(fan)而(er)使(shi)大(da)家(jia)的(de)關(guan)注(zhu)遠(yuan)離(li)了(le)能(neng)源(yuan)問(wen)題(ti),至(zhi)少(shao)在(zai)短(duan)期(qi)內(nei)是(shi)這(zhe)樣(yang)的(de)。關(guan)於(yu)氫(qing)和(he)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)行(xing)業(ye)財(cai)政(zheng)狀(zhuang)況(kuang)的(de)表(biao)現(xian)有(you)以(yi)下(xia)這(zhe)些(xie):

“Hydrogen Fueling Infrastructure Assessment”, 在2007年年底,通用汽車和殼牌公司就國家氫能基礎設施分階段建設需求,共同發表的精辟分析報告。該報告在2008年得到廣泛的討論,明確“氫能基礎設施問題”並不像許多人想象的那麼艱巨。

“Vision for Roll-Out of Fuel Cell Vehicles and Hydrogen Fuel Stations”,這份來自加利福尼亞燃料電池合作夥伴的前瞻性文件,為加州氫能基礎運輸係統的鋪設提供了明確的路線圖。
“HyWays – the European Hydrogen Roadmap”,這份有影響力的報告,由歐盟委員會於2008年2月發表,指出到2050年,氫能的使用可以減少歐盟道路交通運輸石油消費量40%。這份報告引出了上述的歐盟聯合技術計劃(JTI)。
“Analysis of the Transition to Hydrogen Fuel Cell Vehicles and the Potential Hydrogen Energy Infrastructure Requirements”,這份研究報告由Oak Ridge國家實驗室發表,涉及氫燃料汽車和氫的生產和部署,以及供應基礎設施需要來支持那些氫能汽車。
在氫和燃料電池技術顧問委員會看來,氫氣和燃料電池領域在2008年取得的成就是非常值得關注的。由許多著名的組織所進行的獨立分析指出了氫和燃料電池在“新能源經濟”中的重要性,明確了工作重心是把2008年的良好勢頭持續到2009年甚至以後。