氢能储运技术经济性分析及建立绿氨储运基地设想

氢储运环节是目前最制约氢能产业发展的一个环节，高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的必要保障，选用合适方式应对不同应用场景是决定氢能最终成本的一大关键因素。重点就高压气态、液态、管道和液氨等4种运输方式进行经济性分析，研究结果表明，运量和运距决定储运的方式，不同运氢方式适宜不同应用场景，应根据运输距离和运输规模，选择最经济的且与之应用相匹配的储运氢技术。氨作为储氢介质，按照国铁运输液氨折算成运氢价格，其运价远远低于其他运输方式。由此提出建立青海绿氨储运基地的设想，既可激活西北风光资源丰富地区的新能源消纳渠道，又可实现氢能/氨能的远距离、低成本、低能耗、高效率的跨区域运输。     

面向零碳电力的氨燃烧技术研究进展

在全球碳减排大背景下,无碳燃料产业发展面临巨大机遇和挑战。氨能源具有生产技术工业化成熟、储存运输难度小以及燃烧零碳环保等优势,是化石替代能源的有力竞争者。氨燃料的研究与应用将有助于改善我国传统能源结构,实现碳减排目标。但氨作为燃料存在燃烧不稳定、层流火焰速度低以及NO_x排放高等问题,氨燃烧技术研究亟待推进。结合国内外氨燃烧技术研究成果,综述了氨燃料的物化特性和化学反应动力学研究,梳理了氨燃料在燃气轮机、内燃机、燃料电池以及锅炉等应用背景下的研究进展。相较于传统氢气、甲烷等燃料,氨层流火焰速度低,反应活性较弱,为燃烧器优化设计带来了挑战。针对不同掺混系统,学者已建立丰富的氨化学反应动力学模型,为氨燃烧应用打下基础。氨燃料燃气轮机已完成纯氨燃烧试验,结合SCR装置可实现较低NO_x排放,温和燃烧与液氨喷射等技术进一步优化了氨在燃烧器内的燃烧性能。结果表明,氨在内燃机中可通过混合的方式实现大比例掺烧,且当掺混比例小于60%时,实现较低排放。对氨/煤小比例混燃进行试验,证明了20%氨掺烧的可行性,并探讨了不同注入位置对NO_x排放的...     

氢能运输路径经济性分析及跨洋贸易展望

随着氢能产业在全球的广泛发展,风光资源较好地区带来的绿氢成本红利和与消纳地区的地域错位为氢能跨洋贸易带来了可能。低成本、长距离输氢是实现氢能跨洋贸易的关键环节。对比长距离输氢的技术路线,对绿氢以氨的形式跨洋运输进行经济性分析发现,如果在风光资源较好地区可再生能源发电价格足够低廉的情况下,绿氢的跨洋运输和应用具备可行性。     

制储氢技术经济性分析与前景展望

氢气不仅是一种重要的工业资源，也是“零碳社会”下重要的清洁能源，氢能技术在交通、能源、冶金和化工等领域拥有广阔的应用前景。不过，生产成本、储运技术、安全问题等也长期制约着氢能，尤其是绿氢的应用发展。应明确的是，无论高压储运、氢液化等物理储运方式，或基于“Power to X”策略的化学储氢方式，均难以避免高额的全周期能耗。在理解过程能效，考虑不同储运方式下氢能全生命周期成本的基础上，对比各类技术经济性。其中，液氢和液氨的燃料利用途径在不同时期下均具有良好的经济性，更适宜用作氢能大规模供热供电场下的储运技术。基于此，对制、储氢技术及成本期望进行了归纳，并讨论了氢(氨)能源在大规模发电领域应用的技术经济问题，借鉴不同国家地区氢能发展思路，以期对我国氢能储运技术发展提供参考。     

氨储能在新型电力系统的应用前景、挑战及发展

储能技术及其产业化应用对建设新型电力系统具有重大意义。在传统电力系统到新型电力系统升级转型的过程中，风能、太阳能等新能源发电占比持续提高，但其波动性和间歇性制约了对新能源的高水平消纳，导致电力系统对灵活性调节资源的需求剧增。氨具有大规模、跨季节和跨区域储存的优势，加快氨能产业发展和氨储能在新型电力系统中的应用，是实现“双碳”目标和保障国家能源安全的战略性选择。本文对比了氨储能和其他储能系统的特征，比较了氨储能与氢储能、甲醇储能等化学储能的共性及优缺点，重点介绍了目前国内外现有的氨储能技术、氨储运方式和低浓度氨分离技术，阐述了氨储能在电源侧、电网侧和用户侧的应用价值，最后，指出了氨储能在新型电力系统中应用面临的挑战，并展望了其未来发展。     

中国科学家催化产氢研究取得重大突破

正氢是一种能量密度很高的清洁可再生能源,但其存储和输运一直以来都是阻碍氢能大规模应用的瓶颈。由北京大学化学与分子工程学院主导的科学团队,采用铂-碳化钼双功能催化剂实现对水和甲醇的高效活化,在低温下获得了极高的产氢效率。据称,此催化体系有望作为下一代高效储放氢的新体系得到应用。     

“双碳”目标下的氨能技术与经济性研究进展

由于氨的高能量密度和零碳特性，其作为氢能和可再生能源载体具有良好的未来市场。氨比氢更易储运且本质安全性强，有望成为推动能源革命、社会进步和国家发展的零碳能源发展路线之一。本文从氨能的全产业链角度出发，介绍了合成氨产业发展趋势以及各类合成氨技术的最新进展和成本经济性；列举了目前氨的主要储运方式、效率、成本和安全性特征；综述了氨的新能源燃料应用，包括氨燃料电池、氨内燃机、氨燃气轮机等技术体系发展现状和燃料成本经济性，以及氨分解制氢效率和生产成本优势。通过上述技术和经济性分析，探讨了氨能在能源系统中的重要作用，进一步梳理了氨能技术发展方向。     

氨电氧化催化剂及其低温直接氨碱性膜燃料电池性能的研究进展

氨是一种无碳富氢的能源载体,体积能量密度高,易液化储存,是理想的储氢介质。以氨直接作为燃料,在低温碱性膜燃料电池中通过氨氧化反应实现化学能到电能的转化,是氨能源高效利用的理想路径之一。然而,低温氨氧化反应动力学缓慢、催化剂价格昂贵、易中毒等问题严重影响氨燃料电池性能,限制其大规模的商业化应用。因此,设计高效、廉价、稳定的催化剂是发展低温氨燃料电池技术的关键。本文首先综述了近些年研究者在氨氧化反应机理方面的探索,在深入理解反应体系的基础上,重点介绍了含贵金属和非贵金属催化剂设计制备及其在氨氧化反应中的进展,并总结了氨氧化催化剂在氨燃料电池中的性能。最后针对氨氧化催化剂目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为氨氧化催化剂的设计及低温氨燃料电池技术的发展提供研究思路。     

氨电氧化催化剂及其低温直接氨碱性膜燃料电池性能的研究进展

氨是一种无碳富氢的能源载体,体积能量密度高,易液化储存,是理想的储氢介质。以氨直接作为燃料,在低温碱性膜燃料电池中通过氨氧化反应实现化学能到电能的转化,是氨能源高效利用的理想路径之一。然而,低温氨氧化反应动力学缓慢、催化剂价格昂贵、易中毒等问题严重影响氨燃料电池性能,限制其大规模的商业化应用。因此,设计高效、廉价、稳定的催化剂是发展低温氨燃料电池技术的关键。本文首先综述了近些年研究者在氨氧化反应机理方面的探索,在深入理解反应体系的基础上,重点介绍了含贵金属和非贵金属催化剂设计制备及其在氨氧化反应中的进展,并总结了氨氧化催化剂在氨燃料电池中的性能。最后针对氨氧化催化剂目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为氨氧化催化剂的设计及低温氨燃料电池技术的发展提供研究思路。     

氢能及燃料电池产业瓶颈分析与思考

为应对气候变化全球掀起氢能发展热潮,普遍认为氢将在能源转型中发挥关键作用。国内稳定的政策环境,支持产业链上下游企业及社会资本介入,推动氢能及燃料电池产业快速进入示范应用阶段,但大规模发展仍面临着氢燃料电池成本高、加氢站设施薄弱、终端用氢成本高等技术与成本瓶颈。未来,技术、标准规范、政策等多因素协同发力将有助于加快氢能及燃料电池产业商业化步伐。     

南阳被授予新能源产业国家高技术产业基地

河南省南阳市日前被国家有关部门授予新能源产业国家高技术产业基地。南阳市新能源产业关键技术已取得重大突破,现已达到大规模工业化应用水平。燃料乙醇非粮替代取得突破,特别是纤维乙醇产业化技术已经成熟,具备了大规模工业化生产的条件;超临界法生产生     

全球首套规模化太阳燃料合成示范项目试车成功

<正>2020年1月17日,新年伊始,全球首套千吨级规模太阳燃料合成示范项目在兰州新区绿色化工园区试车成功。该项目迈出了将太阳能等可再生能源转化为液体燃料工业化生产的第一步。太阳燃料合成是指利用太阳能、风能、水能等可再生能源发电,进而电解水制备绿氢、将二氧化碳加氢转化制甲醇等液体燃料,把可再生能源存储在液体燃料中。简言之就是利用太阳能等可再生能源、二氧化碳和水,生产清洁可再生的甲醇等液体燃料(故又被形象地称为"液态阳光")。这将是未来解决二氧化碳排放的根本途径之一,也是将间歇分散的太阳能等可再生能源收集储存的一种储能技术,是"道法自然光合作用",实现人工光合成绿色能源的一种过程。     

"绿氢"在综合能源系统中的应用前景

氢是一种"和平"能源,每个国家都有丰富的"氢矿".它资源丰富,具有资源多样、清洁能源、储存和可再生的特点.在"碳中和"的背景下,氢的开发尤为重要.在工业部门,必须实施减少污染和碳排放的措施,促进工业部门的绿色生产,提高建筑部门的节能标准,加快交通部门绿色和低碳运输系统的形成.在本文中,笔者调查和分析了基于新能源的绿色氢...     

适用可再生能源不确定特性的合成氨多稳态柔性工艺技术

双碳背景下,风光可再生能源发电是能源发展的重要方向,“绿氢”由于其长周期存储和零碳特征,可以有效解决风光电力消纳的难题,有望与电能一同成为未来能源体系的两大支柱。但是由于氢气自身特性和氢脆造成的材料瓶颈,“绿氢”发展遇到制储运多环节安全性与经济性挑战。绿电制氢制氨的“电制绿氨”路径被认为是解决“绿电”“绿氢”技术经济困局的重要途径之一。针对风光资源的不确定性,分析了基于合成氨“哈-博”工艺多种解决方案的优劣,提出了多稳态柔性“电制绿氨”工艺模式以解决“源网氢氨”复杂技术特征耦合下的设计、装置和运行问题;研究了多稳态柔性“电制绿氨”工艺的系统性技术架构、整定经济运行负荷与运行周期的最优化方法;开发了电氢氨一体化数字仿真模型,计及电力约束、资源波动、氢氨需求、系统运行效率和可靠性等因素,对全场景、全流程下的“电制绿氨”进行协同优化,形成了一套面向动态运行的绿电耦合化工的设计方法;研究了催化剂结构性能调优与合成塔内件结构的优化方法,开发了复杂变工况条件的催化剂宏观动力学模型,以及电氢氨一体化协同调度与智能控制技术。多稳态柔性“电制绿氨”工艺实现了合成氨经济运行负荷在30%～110%,负荷调节...     

氢能源的利用现状分析

氢能是公认的清洁能源,它具有储运方便、利用途径多样、高利用率及来源广泛等特点,可为解决能源危机、全球变暖和环境污染提供帮助。当前,一些发达国家已将氢能列为国家能源体系中的重要组成部分,我国在氢能的研究及产业化方面也投入巨大。本文综合考虑氢能在能源和化工领域的应用,较为全面地总结了氢能作为清洁能源在燃料电池汽车、分布式发电、燃料电池叉车和应急电源,作为能源载体在可再生能源消纳以及作为重要化工原料在油品质量升级和煤制清洁能源各方面的国内外利用现状,分析明确了氢清洁能源的利用是目前推动氢能发展的主要动力,氢能源载体的利用有助于可再生能源和氢能的协同发展,而氢化工原料的利用则是目前最有希望实现氢能规模化利用的有效途径,同时指出氢的制取、储运和燃料电池技术依然是制约氢能发展的关键因素。     

我国管道输氢发展SWOT分析

氢能作为优质的清洁能源,被看作传统化石能源的替代品,其大规模发展应用已成为石化行业转型升级的新趋势,而管道输氢作为实现氢能大规模、长距离运输的终极模式,是否可以广泛建设应用成为大家较为关注的问题。立足于氢能产业发展需求,对我国管道输氢发展进行SWOT分析,通过分析发现管道输氢发展优势与劣势并存,机遇与威胁同在。最后,根据分析结果提出管道输氢的改进对策建议及今后发展目标,为实现管道长距离大规模输氢提供一定理论基础。     

"双碳"目标下我国氢能产业发展路线研判

"双碳"目标出台后,我国氢能产业步入快速发展阶段.预计当前至2030年是我国氢能产业发展的奠基期,这一时期氢气将经历由化工原料向交通燃料的角色转换,蓝氢、绿氢技术成熟且实现商业化.绿氢时代我国将形成绿电制氢、依托天然气管网跨区域输氢、氢储能、分布式天然气制氢及系列氢走廊建设等氢能重点工程,构成氢能发展路线.目前地方发展氢能积极性高,建议及时制定出台国家层面氢能发展规划,攻关氢能领域核心技术,进一步完善氢能产业系列标准,加大氢能发展政策支持以及组建氢发展联盟,促进氢能产业实现可持续发展.     

氢能在玻璃熔窑中的应用研究

玻璃行业燃料消耗大,二氧化碳排放量多。为推动重点工业领域节能降碳和绿色转型,实现碳达峰、碳中和,玻璃行业以绿色能源替代化石燃料以降低碳排放势在必行。氢能是理想的清洁能源之一,在未来的工业及民用中具有重要的作用。通过对绿氢制造、输送、控制的分析以及其在玻璃生产中的应用研究,提出玻璃行业未来发展更需关注制氢成本、储氢、输送、防泄漏防爆以及玻璃窑炉结构和熔化工艺的针对性调整,为玻璃生产线大规模用氢提供参考和借鉴。     

中国氯碱行业氢能利用现状及趋势分析

<正>氢是宇宙中最丰富的元素之一，主要以水、碳氢化合物和各类有机化合物等化合态的形式存在。氢能来源广泛、清洁无碳，应用场景丰富，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介。氯碱行业联产氢是工业副产氢来源之一，氯碱企业应抓住机遇，推进氢气在新能源领域的应用。将氯碱行业副产氢气融入国家氢能发展大战略之中，不断提高行业氢气的利用率和附加值，发挥副产氢气的重要作用。     

氨硼烷水解制氢研究进展

氢能是替代传统化石能源的重要清洁能源,然而实现氢能的高质量密度储存与温和条件下快速释放仍是一大瓶颈。氨硼烷储氢密度高达19.6%（质量）,在室温下水解即可制得氢气,是最有发展前景的储氢材料之一。然而氨硼烷在水中放氢速度缓慢,因此开发加速其水解过程的催化剂至关重要。对氨硼烷的水解催化剂的研究主要集中在金属单质、金属化合物与光催化剂三类材料。本文从实践方面,介绍了氨硼烷水解制氢的研究方法,从理论方面,通过介绍催化剂的发展,综述了氨硼烷水解反应的步骤与机理。通过对产氢过程的深入描述,介绍了对氨硼烷水解制氢反应正面调控的方法,并依据已有的研究提出了未来该类催化剂的设计策略。