二、我國氫能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
氫氣制備方面，“十三五”期間，我國電解水制氫技術(shù)已經(jīng)由試驗(yàn)示范進(jìn)入商業(yè)化示范的初步階段。在堿性電解水制氫方面，已經(jīng)建成多個(gè)可再生能源與堿性電解水制氫系統(tǒng)結(jié)合的示范裝置，單機(jī)最大容量達(dá)到1000Nm³/h，氫生產(chǎn)能力1752×104Nm³/年；質(zhì)子交換膜電解水制氫方面，單機(jī)制氫能力已經(jīng)達(dá)到0.5～50Nm³/h；高溫固體氧化物電解水制氫方面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了千瓦級高溫電解水蒸氣制氫系統(tǒng)集成；太陽能光催化制氫技術(shù)、熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫技術(shù)等先進(jìn)可再生能源制氫技術(shù)已經(jīng)開展實(shí)驗(yàn)室級別或中試級別的試驗(yàn)研究工作。
氫氣儲運(yùn)方面，我國氫資源中心和氫負(fù)荷中心呈現(xiàn)逆向分布，規(guī)?；?、大容量氫儲運(yùn)技術(shù)是提高氫能在終端能源消費(fèi)占比的重要前提。同時(shí)，由于氫能是一種靈活多元且具有物質(zhì)形態(tài)的二次能源，適合因地制宜作為長周期、跨季節(jié)儲能形式進(jìn)行布局，因此，大規(guī)模儲氫對保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。“十三五”期間，氣態(tài)儲運(yùn)技術(shù)方面，我國已經(jīng)研制出87.5Mpa鋼質(zhì)碳纖維纏繞高壓大容積加氫站用固定式儲氫瓶，運(yùn)輸用高壓儲氫工作壓力在20Mpa等級，已建成電解水制氫～摻氫量10%的天然氣摻氫管道示范工程；液態(tài)儲運(yùn)技術(shù)方面，我國航天及軍事領(lǐng)域已經(jīng)具備液氫貯罐的自行研制能力，具備1.5～5噸/天氫液化系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造能力，已經(jīng)完成針對引進(jìn)國外5噸/天以上的氫液化工藝包進(jìn)行國產(chǎn)適應(yīng)性優(yōu)化，正在開展有機(jī)液體規(guī)模化加氫與運(yùn)氫示范；固態(tài)儲運(yùn)技術(shù)方面，開展了kW級風(fēng)電制氫、15kg固態(tài)車載儲氫系統(tǒng)示范應(yīng)用。
燃料電池方面，在國家和地方產(chǎn)業(yè)政策的支持和鼓勵(lì)下，燃料電池技術(shù)尤其是質(zhì)子交換膜燃料電池在交通領(lǐng)域的應(yīng)用得到快速推廣，蓬勃發(fā)展。隨著我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，燃料電池清潔低碳、無污染、綜合能源利用效率高的特點(diǎn)使其適合成為多元化供能的主體，從而在提高能源效率、推動終端用能清潔化、低碳化方面發(fā)揮不可替代的作用。“十三五”期間，質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)方面，我國已經(jīng)突破了10kW級質(zhì)子交換膜燃料電池分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供關(guān)鍵技術(shù)并實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用，電堆實(shí)測壽命達(dá)到9500小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了5kW燃料電池備用電源系統(tǒng)商業(yè)化生產(chǎn)，燃料效率≥50%；固體氧化物燃料電池技術(shù)方面，實(shí)現(xiàn)了10kW級的分布式發(fā)電系統(tǒng)及5kW級熱電聯(lián)供系統(tǒng)示范，熱電聯(lián)產(chǎn)綜合效率達(dá)到80%以上，自主設(shè)計(jì)并建設(shè)了10kW級（2個(gè)5kW模塊）整體煤氣化燃料電池（IGFC）發(fā)電系統(tǒng)及CO?近零排放工程示范，實(shí)現(xiàn)燃料利用率84.5%，發(fā)電效率53.3%；熔融碳酸鹽燃料電池技術(shù)中，完成了10kW～20kW以純氫為燃料的發(fā)電系統(tǒng)的試驗(yàn)運(yùn)行，初步具備了由實(shí)驗(yàn)室走向中試規(guī)模的條件。
氫氣加注方面，我國建成加氫站數(shù)量已經(jīng)躍居世界第二，但加氫站關(guān)鍵裝備如加氫機(jī)、壓縮機(jī)等核心技術(shù)仍然面臨受制于人的局面。提高加氫關(guān)鍵技術(shù)裝備國產(chǎn)化水平的重要意義在于：一是提高能源產(chǎn)業(yè)鏈安全穩(wěn)定水平，二是夯實(shí)我國氫能規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)，三是為氫能關(guān)鍵裝備“走出去”提供重要技術(shù)保障。“十三五”期間，我國已經(jīng)建成的加氫站以35MPa氣態(tài)加氫站為主流，我國已經(jīng)具備35MPa和70MPa等級氣態(tài)加氫站的集成設(shè)計(jì)能力。在35MPa加氫站技術(shù)方面，開發(fā)了基于國產(chǎn)III型儲氫瓶的快速加氫控制技術(shù)，國產(chǎn)壓縮機(jī)在加氫站實(shí)現(xiàn)應(yīng)用；在70MPa加氫站技術(shù)方面，我國正在開展70Mpa加氫站關(guān)鍵技術(shù)和壓縮機(jī)、加氫機(jī)關(guān)鍵裝備的技術(shù)攻關(guān)工作。
氫安全防控及品質(zhì)保障是氫能健康、有序、快速發(fā)展的重要保證。氫具有分子量小、點(diǎn)火能低、燃爆范圍寬、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤烊菀装l(fā)生爆轟、高壓高純氫與材料相容性等特性，使得氫能各環(huán)節(jié)應(yīng)用的安全問題都不容忽視，氫能安全利用是氫能大規(guī)模推廣應(yīng)用的重要前提。氫氣品質(zhì)保障是保證氫能利用各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)裝備的壽命、能效、避免設(shè)備故障的重要方面，隨著我國氫能步入商業(yè)化應(yīng)用階段，氫氣全周期品質(zhì)保障技術(shù)方面的研究和技術(shù)儲備的重要性逐漸凸顯。“十三五”期間，我國在氫氣安全和品質(zhì)保障方面進(jìn)行了大量基礎(chǔ)科學(xué)研究。在安全防控方面，已經(jīng)進(jìn)行了不同應(yīng)用場景的氫氣擴(kuò)散、液氫的泄漏、燃燒及爆炸的理論研究，建立了高壓臨氫部件及儲氫瓶測試試驗(yàn)平臺，初步具備臨氫部件及儲氫瓶測試能力，進(jìn)行了制氫設(shè)備安全監(jiān)測體系研究和氫氣泄漏爆炸及其防控技術(shù)的研究。在品質(zhì)保障方面，我國尚處于技術(shù)跟蹤階段，正在建立快速檢測、品質(zhì)管控技術(shù)儲備。（未完待續(xù)）
冀公網(wǎng)安備13050002001422號