近日,国家发改委和国家能源局在系统内部印发《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,提出了15项重点创新任务,包括煤炭清洁高效利用技术创新、先进核能技术创新、氢能与燃料电池技术创新、先进储能技术创新、能源互联网技术创新等。
解决储氢技术瓶颈 在15项重点创新任务中,“氢能与燃料电池技术创新”属于被关注较少的前沿领域。
清华大学核能与新能源技术研究院教授、国际氢能协会副主席毛宗强对记者说,我国发展氢具有很大优势。我国氢气产量位居全球第一,现在的氢可以从风电、太阳能发电来,氢气价格也具有竞争力,1公斤氢气价格相当于1美国加仑汽油,比汽油环保得多。
《行动计划》提出“氢能和燃料电池技术”战略方向主要包括三方面。首先是氢的制取、储运及加氢站,重点在大规模制氢、分布式制氢、氢的储运材料与技术,以及加氢站等方面开展研发与攻关。
“在制氢环节,国内外差别并不大。储氢环节是最大的瓶颈,因为常温常压之下可储存的量太小,且续航力不够;高压储存的话,难度又很大。”同创伟业合伙人张一巍对记者分析,日本已经发布的商用车储氢压力是70兆帕,国内最高能达到30兆帕。
为此,《路线图》提出,在储氢技术领域,开发70Mpa等级碳纤维复合材料与储氢罐设备技术、加氢站氢气高压和液态氢的存储技术;研发成本低、循环稳定性好、使用温度接近燃料电池操作温度的氮基、硼基、铝基、镁基和碳基等轻质元素储氢材料;发展以液态化合物和氨等为储氢介质的长距离、大规模氢的储运技术,设计研发高活性、高稳定性和低成本的加氢/脱氢催化剂。
“氢能和燃料电池技术”的第二个战略方向是先进燃料电池。重点在氢气/空气聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、甲醇/空气聚合物电解质膜燃料电池(MFC)等方面开展研发与攻关。
“氢能和燃料电池技术”第三个战略方向是燃料电池分布式发电。重点在质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、金属空气燃料电池(MeAFC),以及分布式制氢与燃料电池(PEMFC和SOFC)的一体化设计和系统集成等方面开展研发与攻关。
细化储能电池发展要求 在“氢能和燃料电池技术创新”之外,“先进储能技术创新”也值得关注。
《行动计划》提出,要研究太阳能光热高效利用高温储热技术、分布式能源系统大容量储热(冷)技术,研究面向电网调峰提效、区域供能应用的物理储能技术,研究面向可再生能源并网、分布式及微电网、电动汽车应用的储能技术。掌握储能技术各环节的关键核心技术,完成示范验证,整体技术达到国际领先水平,引领国际储能技术与产业发展。
《行动计划》要求,积极探索研究高储能密度低保温成本储能技术、新概念储能技术(液体电池、镁基电池等)、基于超导磁和电化学的多功能全新混合储能技术,争取实现重大突破。
其中,在电池储能上,《路线图》细化了要求,即突破高安全性、低成本、长寿命的固态锂电池技术,以及能量密度达到300Wh/kg的锂硫电池技术、低温化钠硫储能电池技术;研究比能量>55Wh/kg,循环寿命>5000次(80%DOD)的铅炭储能电池技术;研究总体能量效率≥70%的锌镍单液流电池技术;研究储能电池的先进能量管理技术、电池封装技术、电池中稀有材料及非环保材料的替代技术。
研究适用于100kW级高性能动力电池的储能技术,建设100MW级全钒液流电池、钠硫电池、锂离子电池的储能系统,完善电池储能系统动态监控技术。突破液态金属电池关键技术,开展MW级液态金属电池储能系统的示范应用。布局以钠离子电池、氟离子电池、氯离子电池、镁基电池等为代表的新概念电池技术,创新电池材料、突破电池集成与管理技术。
“目前,我国基本还没有储能领域的政策。建议国家应把对储能技术发展的重视程度提高到至少与可再生能源相等同的地位,考虑对储能研发和投资给予直接补贴或税收抵免,也可以由政策性银行提供优惠利率的贷款。”林伯强分析。
作者:王尔德 来源:21世纪经济报道
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