不断进化氢能源行业技术布局及创新观察｜动察_平开窗型材

不断进化氢能源行业技术布局及创新观察｜动察

发布时间:2024-03-05 20:53:20　来源：平开窗型材

就在几年前，零排放氢经济的梦想似乎只是一个气候保护的矛盾修辞，当时化石能源，包括天然气和煤炭是全球氢供应的大多数来自。现在仍然如此，但新的绿色氢技术正开始将它们推到一边。沼气和其他有机废物也在发挥作用，现在的主要焦点是从水中提取氢气的电解系统，电力来自风能、太阳能或其他可再次生产的能源。从可再次生产的能源的角度使水产氢赢得了“绿色”氢的称号。从工业来源回收的氢气也可能在气候保护方面发挥作用。

博世致力于利用绿色氢气来推动燃料电池移动性。博世一直是汽车行业一个重要的技术力量，其在电动汽车行业中发挥着强大的幕后作用，以实现长期的工程创新记录，因此该公司也涉足氢燃料电池领域也就不足为奇了。博世表示，一支工程师团队，帮助美国初创公司 Nikola Motors 推出一款改进版的 Nikola Tre 燃料电池电动长途卡车，此举引起了人们的关注。博世预计，到 2030 年，五分之一重量为 6 吨或以上的新卡车将配备燃料电池动力系统。

最早，Nikola 的 Tre 燃料电池卡车项目启动于 2017 年，当时有消息称Nikola 和博世将使用博世的可扩展、模块化一体化 eAxle 联合开发新的动力总成。2021 年 9 月，Nikola尼古拉和博世宣布达成协议，尼古拉将在其位于亚利桑那州的工厂为尼古拉的 7 级和 8 级燃料电池卡车制造博世燃料电池电源模块，首先是 Nikola Tre 8 级卡车500 英里级别，然后在 900 英里级别时推出 Nikola Two 8 级卡车。

显然所有的努力都得到了回报。博世 2023 年技术日宣布 Nikola 是博世燃料电池电源模块的试点客户，该模块现已在其位于斯图加特-费尔巴哈的工厂进行商业化生产。该公司还确认，Nikola 预计将于今年晚些时候（即第三季度的某个时间）开始为美国市场生产 Tre Class 8 卡车。博世已制定计划，根据其当前业务和技术的杠杆作用，到 2030 年其氢相关业务规模将达到 50 亿欧元。该公司已在 2021 年至 2026 年制定了 25 亿欧元的计划，比原定的五年计划多了 10 亿欧元。

全球首辆氢能源智轨电车在湖南株洲顺利装运发车。几天后它将从上海港出发运往“一带一路”沿线国家马来西亚，这也是首批交付东南亚地区的智轨电车。该智轨由中车株洲所自主研制，将用于马来西亚沙捞越州古晋市的城市交通运输服务，车辆首次采用氢能源动力系统，具有续航能力更长、加氢时间更短、更低碳节能环保的优势，整车通过智能化设计升级，拥有更高“智慧”，高度契合马来西亚力求实现零排放、智能化公共交通系统的需求。

同时，车辆创新采用了70MPa储氢系统和大功率燃料电池系统，续驶里程可达245公里。此外，车辆还装载应用分布式动力系统，结构更紧凑、重量更轻、动力更强，可为古晋市民带来更舒适、更快捷的出行体验。

由中铁武汉电气化局研制的氢能源地铁施工作业车在湖北襄阳下线。据了解，该作业车采用氢燃料电池与锂电池混合动力系统提供牵引动力，设计时速80公里。这款作业车具有最大容量50公斤的储供氢系统，加注30分钟氢气，就可以实现单机连续运行32小时，运行时没有废气和噪音，排放物为水，能应用于地铁、隧道、矿山等相对密闭的环境。

戴姆勒卡车致力于引领可持续交通，明确致力于两种驱动技术：电池电动和氢动力卡车和公共汽车。因此，戴姆勒大规模投资于氢技术。到 2026 年，戴姆勒与沃尔沃集团的合资企业 cellcentric 将投入运营欧洲最大的燃料电池生产设施之一。此外，在这个十年的下半年，梅赛德斯-奔驰 GenH2 卡车将上路，并已经接受了严格的测试。

全球最大的两家卡车制造商戴姆勒和沃尔沃都在测试氢气卡车，以期在2025-2030年间开启大规模生产。基础设施可能会得到一定的改善：欧盟(European Union)最近制定了一个目标，即到2031年，在该地区的主要干线英里就有一个加氢站。另外，戴姆勒会将现有的燃料电池研发团队全部整合进新的合资公司，而沃尔沃集团则会花 6 亿欧元买下该合资公司 50% 的股份。沃尔沃原厂在氢燃料电池已耕耘多年，沃尔沃从 2018 年开始研发使用氢燃料电池的联结车 HX04，7.5 分钟就能注入 12 公斤氢气，且能行驶约 4 小时。

在氢基驱动器的开发中，戴姆勒显然更喜欢液氢。液态氢比气态氢具有更高的单位体积内的包含的能量。因此，可以携带更多的氢气，从而显着增加续航里程，并使车辆性能与柴油卡车相当。可量产的 GenH2 Truck 的开发目标是续航里程可达 1,000 公里或更远。这使得卡车适用于灵活和要求苛刻的应用，特别是在重型长途运输的重要部分。

从水电解到燃料电池的途径是双向的。当氢燃料与环境氧气相互作用时，燃料电池会产生水。从电解系统生产绿色氢气本质上是相反的过程，这解释了为什么博世倾向于将电解和燃料电池放在同一屋檐下。博世今年早一点的时候开始研究质子交换膜电解系统。他们预计将在短期内拥有可用于试点应用的 1.25 兆瓦原型，并于 2025 年实现量产。

除了用于移动燃料电池之外，绿色氢也开始用于固定应用。博世正在考虑用于固定用途的新型固体氧化物燃料电池技术，并已确定德国的一家医院作为其首个燃料电池微型发电厂的候选者。博世也是倡导用绿色氢替代内燃机中化石燃料的公司之一。最大的问题是是否会有充足的绿色氢供应。博世计划在绿色氢供应链启动之前使用天然气运行其固定燃料电池，同样的策略也可能适用于其氢发动机。博世有极大的技术推进力，旗下拥有 470 个不同的实体，遍布 60 多个国家。再加上销售和服务合作伙伴，其经营事物的规模几乎延伸到地球上的每个国家。

氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用前景广泛的二次能源，正逐步成为全世界能源转型的重要载体之一，是实现“双碳”目标的重要路径。氢作为一种通用的、全经济的投入在可持续发展方面能发挥及其重要的作用。值得一提的是，氢不单单是电动汽车和内燃机的燃料。现代工业经济体已经充满了氢气，而氢气是化石能源的先行者。通过转向绿色氢，工业化经济体可以使其化肥和食品加工行业及制药、冶金、炼油、个人护理产品和其他都会存在的活动脱碳。