氫能的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1、在電力方面

氫能作為多功能載體，可以實(shí)現(xiàn)可再生能源體系的整合，不僅用于清潔發(fā)電，還能平衡電力需求和可再生能源之間的波動(dòng)。在可再生能源能力不足或需求高峰時(shí)期，氫氣成為清潔能源的來源，在發(fā)電中起到脫碳的作用。

2、在供暖方面

氫氣可以與天然氣混合使用，所以氫能是未來少數(shù)能與天然氣競(jìng)爭(zhēng)的低碳能源之一。通過與天然氣混合（低百分比的氫氣可以安全地混合到現(xiàn)有的天然氣網(wǎng)絡(luò)中），無需對(duì)原有的基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行多少調(diào)整，就能提供靈活連續(xù)的熱能電能，氫能源進(jìn)而有望取代傳統(tǒng)化石燃料。

3、在航空領(lǐng)域

航空業(yè)每年排放9億噸以上的二氧化碳，氫能是發(fā)展低碳航空的主要途徑。氫能在飛機(jī)上的應(yīng)用有以下四種途徑：直接在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒，通過燃料電池用于推進(jìn)或非推進(jìn)能源系統(tǒng)，燃料電池和燃?xì)廨啓C(jī)的混合動(dòng)力組合，氫基合成燃料。

4、在軍事領(lǐng)域

氫燃料電池在軍事潛水艇上應(yīng)用，優(yōu)點(diǎn)一是靜噪；二是可產(chǎn)生持續(xù)電流；三是能量轉(zhuǎn)換率高，這些優(yōu)勢(shì)正是潛艇實(shí)現(xiàn)“隱身”的重要條件。目前最成功的氫電池推進(jìn)武器是德國(guó)的212和214型潛艇，氫燃料電池在美軍中也展開應(yīng)用，并且發(fā)展趨勢(shì)良好，國(guó)外的這種模式，有效地保證了其在氫燃料電池軍事領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

5、建筑供熱

在現(xiàn)有天然氣管道中摻雜氫氣，滿足建筑領(lǐng)域供熱需求，同時(shí)減少碳排放量。近中期實(shí)施中低比例摻氫，在氫氣濃度（體積最高為10-20%）相對(duì)較低的情況下，無需對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和終端應(yīng)用進(jìn)行重大改變，投資成本較低。若混合比例為5%，每年將減少約20萬噸二氧化碳排放。

6、氫能冶金

目前，國(guó)內(nèi)多個(gè)大型鋼企在推進(jìn)氫煉鋼生產(chǎn)線改造和建設(shè)，就已有高爐富氫工藝對(duì)現(xiàn)有高爐進(jìn)行改造，或者建設(shè)氣基還原工廠，進(jìn)行氫能煉鋼，在為下游提供鋼鐵產(chǎn)品的同時(shí)實(shí)現(xiàn)碳減排。預(yù)計(jì)2060年，氫冶金粗鋼產(chǎn)量將達(dá)4.36億噸，其中采用富氫高爐工藝粗鋼產(chǎn)量為2.26億噸，氣基豎爐工藝粗鋼產(chǎn)量為2.1億噸；生鐵產(chǎn)量將達(dá)3.44億噸，其中富氫高爐生鐵產(chǎn)量為1.97億噸，氣基豎爐工藝生鐵產(chǎn)量為1.47億噸。

氫能的發(fā)展前景

1、氫氣純化技術(shù)方面，美國(guó)與日本立足本國(guó)能源結(jié)構(gòu)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，分別聚焦小型天然氣重整制氫場(chǎng)景與氨分解重整制氫、有機(jī)液體解析氫氣場(chǎng)景，開展燃料電池車用氫氣純化技術(shù)研究，包括高效小型變壓吸附技術(shù)、有機(jī)膜分離、無機(jī)膜分離和全屬鈀膜分離技術(shù)。我國(guó)的氫氣來源廣泛，尤其是副產(chǎn)氣雜質(zhì)種類多且含量分布寬，單一純化技術(shù)路線難以滿足實(shí)際需求。尤其在燃料電池車用氫氣純化領(lǐng)域，我國(guó)起步較晚，缺乏系統(tǒng)性研究。

2、氫儲(chǔ)存技術(shù)方面，目前我國(guó)對(duì)儲(chǔ)氫材料的研究比較活躍，研究?jī)?nèi)容涉及到了高壓儲(chǔ)氫、碳納米管儲(chǔ)氫、新型合金儲(chǔ)氫、有機(jī)化合物儲(chǔ)氫、碳凝膠儲(chǔ)氫、玻璃微球儲(chǔ)氫、氫漿儲(chǔ)氫、層狀化合物儲(chǔ)氫等當(dāng)前國(guó)際氫儲(chǔ)存技術(shù)研發(fā)的主要方面，并在金屬氫化物儲(chǔ)氫、碳納米管儲(chǔ)氫、復(fù)雜化合物儲(chǔ)氫等方面具有優(yōu)勢(shì)。

3、加強(qiáng)氫燃料電池技術(shù)和氫燃料電池汽車以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的研發(fā)。發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要方面是發(fā)展氫能交通運(yùn)輸體系和氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在氫燃料電池方面，我國(guó)可重點(diǎn)發(fā)展：大功率質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)、中低溫固體氧化物燃料電池技術(shù)、基于燃料電池的系統(tǒng)集成技術(shù)、質(zhì)子交換膜技術(shù)、電催化劑技術(shù)、先進(jìn)的膜電極組件技術(shù)、無鉑催化劑技術(shù)等。