太陽能轉化氫效率創新紀錄 氫能源行業發展分析

• 黃文玉 2023年7月25日 來源：互聯網 科技日報 543 30
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氫能，氫和氧進行化學反應釋放出的化學能，是一種二次清潔能源，被譽為“21世紀終極能源”，也是在碳達峰、碳中和的大背景下，加速開發利用的一種清潔能源。

太陽能轉化氫效率創新紀錄

根據科技日報，美國萊斯大學工程師將下一代鹵化物鈣鈦礦半導體與電催化劑相結合，研制出了一款耐用、成本效益高且可擴展的光電化學電池，其能以20.8%破紀錄的效率將太陽能轉化為氫氣。最新設備可作為一個化學反應平臺，利用太陽能產生燃料。相關論文刊發于最新一期《自然·通訊》雜志。

氫能，氫和氧進行化學反應釋放出的化學能，是一種二次清潔能源，被譽為“21世紀終極能源”，也是在碳達峰、碳中和的大背景下，加速開發利用的一種清潔能源。

氫在地球上主要以化合態的形式出現，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%，是二次能源。氫能在21世紀有可能在世界能源舞臺上成為一種舉足輕重的能源，氫的制取、儲存、運輸、應用技術也將成為21世紀備受關注的焦點。氫具有燃燒熱值高的特點，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，可持續發展。

氫能行業發展現狀分析

近年來，隨著氫能利用技術發展成熟，以及應對氣候變化壓力持續增大，氫能在世界范圍內備受關注，氫能已經納入我國能源戰略，成為我國優化能源消費結構和保障國家能源供應安全的戰略選擇。氫能產業基礎設施是發展氫能產業的前置條件，也是消納我國可再生能源結構性過剩的技術選擇，并能帶動高端裝備制造業快速發展、促進產業結構調整。

氫能產業基礎設施內涵豐富，主要包括氫源、氫能儲存與輸送、氫能加注及氫安全等。我國氫源資源豐富多樣，包括化石燃料制氫、可再生能源制氫及工業副產氣制氫等;水電解制氫及變壓吸附提純氫等制氫技術與裝備發展成熟;氫安全技術發展緊跟國際先進水平，高壓氫氣瓶和儲罐技術已取得重大突破;氫能加注基礎設施發展滯后于美國、日本及德國等發達國家，但近幾年來呈現快速遞增趨勢;氫能與燃料電池技術標準體系構建完成，積極與國際接軌，標準對氫能產業發展的引領作用逐步顯現。

全球能源供應體系結構主要由以下幾個部分組成：石油：石油是全球能源供應的最主要組成部分之一，約占全球能源消費總量的33%。石油主要用于交通運輸、化工等領域。天然氣：天然氣是全球第二大能源來源，其消費量約占全球能源消費總量的24%。天然氣主要用于電力和供暖等領域。煤炭：煤炭是全球第三大能源來源，其消費量約占全球能源消費總量的27%。煤炭主要用于電力和工業生產等領域。核能：核能是一種清潔能源，其消費量約占全球能源消費總量的4%。核能主要用于電力生產等領域。可再生能源：可再生能源包括太陽能、風能、水能等，其消費量約占全球能源消費總量的9%。可再生能源是未來能源發展的重要方向，也是各國政府積極推廣的能源類型。

以上幾個部分構成了全球能源供應體系的主要結構，不同的能源來源在不同領域中發揮著不同作用。隨著科技和經濟的發展，全球能源供應結構也在不斷變化和調整，但石油、天然氣和煤炭仍然占據著能源供應體系的主導地位。

我國氫能源行業發展特點分析

氫能將成為傳統能源的核心，有助于實現規模化的愿景，打造一流的清潔能源供應商，整個產業鏈已經顯現。產業化途徑、模式、方向，包括商業模式都已經開始了，可再生能源制氫也好、煤制氫也好、各種制備出來的散氫都要集中起來，這是一個大的產業鏈。不光是氫能源電池利用，包括分布式發電、二氧化碳合成的化學用品等等。發展氫能產業是能源結構調整和產業結構轉型的必由之路，人類必須向這條路上走。現在利用氫能人類社會的生產發展方式可以發生一個很大的變革，獲取方式多元化。

歐洲率先開始了可再生能源制氫，用天然氣管網進行運輸，最大的運輸量是 20%。天然氣管網當中運輸密度不一樣，出來以后再吸附，完全可以把它分開。當前全世界都開始注意到了氫能的發展，也成為了國家能源戰略的重要組成部分，而且燃料電池技術趨于成熟，步入了商業模式創新與批產階段，也要感謝一直致力于燃料電池工程化、產業化的國外企業，他們重視氫能源電池的開發推廣應用，電池產品的出貨量加速增長進入商業化階段，分布式發電也小規模商業化，特殊用途的燃料電池早期市場已經開始形成，這些都顯現出了氫能利用的產業鏈開始壯大。

中國是世界產氫大國，制氫設備、儲輸設備、制造技術等條件不錯，具備發展氫能的基礎。從環保和能效等方面考慮，中國應進一步推動氫能源產業的發展。目前中國氫能利用的研究相對碎片化，與國際先進技術相比還有差距，沒有形成產業化、規模化發展。中國應迎頭趕上，卡位世界前沿。國家相關能源發展文件將“氫能與燃料電池技術創新”列為重點任務之一，提出實現大規模、低成本氫氣的制取、存儲、運輸、應用一體化的戰略目標。

實體經濟是中國實現轉型升級的主要載體，各方需要引導資金更好地支持實體經濟，促進金融資本流向實業，真正促進經濟穩步發展，夯實經濟發展基礎。這既是穩增長、調結構的需要，也是抑泡沫、防風險的舉措。

氫能行業未來發展趨勢預測

我國2022年3月也發布了《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》，提出到2025年使可再生能源制氫量達到10至20萬噸/年，2030年形成較為完備的氫能產業技術創新體系、清潔能源制氫及供應體系，2035年形成氫能多元應用生態，可再生能源制氫在終端能源消費中的比重明顯提升等目標。

據《藍皮書》路線圖規劃，到2030年，氫能產業將成為我國新的經濟增長點和新能源戰略的重要組成部分，產業產值將突破10000億元;加氫站數量達到1000座，燃料電池車輛保有量達到200萬輛，高壓氫氣長輸管道建設里程達到3000km，氫能產業基礎設施技術標準體系完善程度迫近發達國家水平，氫能與燃料電池檢驗檢測技術發展及服務平臺建設形成對氫能產業發展的有效支撐。中國應進一步推動氫能源產業的發展。

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