氢能百问_国家电投集团氢能产业创新中心_9787519863814

《氢能百问》是一本问答类氢能技术普及读物。本书通过问答的方式，结合国内外氢能发展现状，详细阐述了氢能基础知识和氢能产业概况，系统分析了制氢技术、储氢技术、输氢技术与氢能应用技术，对各种技术的优缺点、国产化情况、可行性、经济性进行了客观比较，对氢能发展方向、应用前景等进行了预测。另外，本书还对氢加注、氢燃气轮机、氢冶金化工等领域应用和技术可行性进行了分析探讨。

氢能是一种清洁低碳、灵活高效、来源广泛、应用多元的能源形式，在我国经济社会发展和能源绿色低碳转型中具有重要的地位和作用，是实现碳达峰、碳中和目标的重要推动力。国际主要国家和地区都高度重视氢能在未来能源体系中的地位，将发展氢能产业提升到国家战略高度。氢能的研究与应用在我国也具有巨大战略意义与迫切实际需求，我国氢能产业已进入一个飞速发展的阶段。
国家和地方政府都高度重视氢能产业发展，我国已形成较为完整的氢能产业链，氢能关键核心技术自主化取得重要突破，新技术、新成果、新产品不断涌现。我国氢能市场空间巨大，在氢能产业快速发展的同时，越来越多的从业人员进入这个行业，氢能相关话题也已经成为政府、社会、学术界和产业界广泛讨论的热点。因此，国内对介绍氢能领域的技术、产业和政策问题的综合性书籍的需求较为迫切，但囿于氢能的新兴产业属性和迅猛发展速度，目前
能够满足这一需求的书籍、资料较少，远不能满足氢能从业人员的需求。
本书编写团队所在的国家电力投资集团是较早开始从事氢能研究的企业之一，初始就确立了坚持核心技术自主化、布局氢能全产业链的发展战略，在制氢、燃料电池、氢储运、氢加注等多个领域均开展了研发工作，并已掌握一系列自主化技术。同时，国家电力投资集团与多地政府合作，以战略合作、示范项目等形式在全国多个地区协同发展氢能，在开展研发创新和氢能项目工作的实践中，积累了丰富的氢能研发经验和氢能产业信息，并对许多氢能问题进行了思考，形成了一些心得和见解。立足以上工作，我们决定编写一本问答类的氢能普及书籍，希望藉由此书，对有意向加入氢能行业、共同建构能源新格局的读者提供一个技术与产业实践结合的独特视角，也真诚地希望能够对有兴趣了解氢能的读者有所帮助。本书编写团队对国家电力投资集团在氢能领域的实践经验进行了总结和概括，同时参阅了大量相关的国内外书籍、文献，也对多个公司、项目进行了实地走访与调研，开展了大量的内部讨论，广泛吸取了意见建议，终形成了本书。
本书章对氢能基础知识进行了介绍，包括氢的特性、氢能对于能源系统的意义、氢能的低碳能源属性、氢能安全性等。第二章介绍了氢能产业概况，主要涉及氢能国内发展规模、各国战略政策、氢能国际组织、产业环节和标准流程等。第三至第五章对制氢、储氢和输氢的不同技术原理、特点做出简要介绍的同时，分析对比了不同的技术思路，从可行性、经济性等方面做了详细阐释。此外，还介绍了国内外的前沿技术现状、知名厂商和代表产品。第六章着重介绍了氢能的应用，包括不同类型燃料电池的原理和特点、关键技术、应用场景、代表产品与厂商、不同应用终端、配套设备等，并对氢加注、氢燃气轮机、氢冶金化工等领域应用和技术可行性进行了分析探讨。
本书由国家电投集团氢能产业创新中心主任李连荣主编，氢能产业创新中心骨干技术人员参与编写。在编写过程中，国家电投集团氢能科技发展有限公司及其他相关单位的专家提供了宝贵的技术意见，北京市科学技术委员会提供了大力支持，对此表示衷心的感谢。
限于编者水平，书中难免存在疏漏与不妥之处，敬请读者批评指正，在此致以诚挚感谢。
本书编委会
2021 年12 月

章氢能基础知识
一、氢能源的主要特性是什么？
二、为什么说氢能是清洁低碳的能源？
三、氢与其他常见能源如何折算？
四、氢能主要应用于哪些领域？
五、氢能作为一种储能手段有哪些优势？
六、电?C 氢?C 电储能的整体能量效率是多少？
七、氢气燃烧和爆炸的范围分别是多少？
八、氢气浓度检测技术有哪些？
九、氢气应用是否安全？
十、氢脆的原理是什么？
第二章氢能产业概况
十一、未来国际氢能产业发展规模如何？
十二、国际氢能先进国家的发展策略是什么？
十三、主要的氢能国际组织有哪些？
十四、中国氢能市场未来有多大规模？
十五、发展氢能对实现我国碳中和目标能作出多大贡献？
十六、发展氢能对保障我国能源安全有什么意义？
十七、什么是电氢体系？
十八、氢能产业链主要包括哪些环节？
十九、我国氢能标准制定机构有哪些？
二十、我国氢能行业是否具备完备的标准体系？
第三章制氢
二十一、全球制氢的总量是多少？氢的生产与消费途径分别是什么？
二十二、我国制氢的总量是多少？氢的生产与消费途径分别是什么？
二十三、制氢方式有哪些？分别有什么优缺点？
二十四、灰氢、蓝氢、绿氢分别指什么？
二十五、各种制氢方式的碳排放是多少？
二十六、副产氢的来源有哪些？
二十七、氢气提纯技术主要有哪些？
二十八、什么情况下绿氢比灰氢具有经济性优势？
二十九、绿氢与蓝氢相比是否有经济性优势？
三　十、绿氢成本达到多少时与燃油相比具备经济性？
三十一、电解水制氢有哪些技术路线？
三十二、电解水制氢需要消耗多少水？
三十三、碱性电解水制氢的原理和特点是什么？
三十四、质子交换膜电解水制氢的原理和特点是什么？
三十五、固体氧化物电解水制氢的原理和特点是什么？
三十六、电解水制氢的效率是多少？
三十七、PEM 电解水制氢的技术水平处于什么状态？
三十八、我国PEM 电解水制氢装备自主化水平如何？
三十九、光催化分解水制氢的原理是什么？
四　十、生物质制氢的方法有哪些？
四十一、核能制氢的原理是什么？
四十二、海水可以用来制氢吗？
第四章储氢
四十三、储氢的主要方式有哪些？
四十四、不同储氢方式的主要应用领域/场景有哪些？
四十五、高压气态储氢的原理和关键设备是什么？
四十六、国内高压气态储氢厂商有哪些？
四十七、什么是低温液态储氢？
四十八、氢液化有哪些生产工艺？
四十九、国内外在液氢技术方面有没有差距？
五　十、固态储氢的原理是什么？
五十一、固态金属储氢的技术成熟度如何？
五十二、有机液态储氢的原理是什么？
五十三、有机液态储氢的技术成熟度如何？
五十四、大规模储氢的技术路线有哪些？
五十五、氨是否可以成为解决氢能储运难题的关键技术？
五十六、甲醇是否可以成为绿氢的载体？
五十七、碳纳米管储氢技术是什么？
第五章输氢
五十八、氢能输运的方式主要有哪些？
五十九、长管拖车运氢适合于哪些应用场景？经济性如何？
六　十、液氢输运适合于哪些应用场景？经济性如何？
六十一、管道输氢有哪些技术难题需要解决？
六十二、天然气掺氢是什么？
六十三、天然气掺氢的关键技术和设备是什么？
六十四、未来氢气输运的发展方向是什么？
第六章氢能应用
六十五、什么是燃料电池？
六十六、燃料电池有哪些类型？
六十七、固体氧化物燃料电池的工作原理和结构是什么？
六十八、质子交换膜燃料电池的工作原理和结构是什么？
六十九、燃料电池系统关键的工作条件有哪些？
七　十、燃料电池辅助系统的主要结构是什么？
七十一、燃料电池八大件是什么？
七十二、膜电极的结构和制备方法是什么？
七十三、PEM 燃料电池催化剂有什么技术要求？
七十四、燃料电池质子交换膜的作用和技术要求是什么？
七十五、为什么说碳纸是PEM 燃料电池关键的材料之一？
七十六、燃料电池双极板有哪些类型？
七十七、我国有哪些燃料电池关键材料需打破国外垄断？
七十八、燃料电池辅助系统有哪些主要设备？自主化和国产化情况如何？
七十九、燃料电池的应用场景有哪些？
八　十、燃料电池的工作效率是多少？
八十一、质子交换膜燃料电池对氢气品质的要求是什么？
八十二、国际上燃料电池产品的先进水平是什么？
八十三、国际知名燃料电池企业有哪些？
八十四、国内知名燃料电池企业有哪些？
八十五、燃料电池电堆与系统的价格是什么范围？未来成本的预期是什么？
八十六、燃料电池汽车的原理与结构是什么？
八十七、国际燃料电池汽车的代表性产品有哪些？
八十八、国内燃料电池汽车的总数是多少？
八十九、国内主要有哪些燃料电池汽车生产厂家？
九　十、国内燃料电池汽车补贴政策是什么？
九十一、燃料电池汽车不同车型的市场占比是多少？
九十二、铂资源是否足够支撑氢燃料电池汽车的大规模应用？
九十三、燃料电池汽车与锂电池汽车相比的优劣势分别是什么？
九十四、燃料电池用于船舶有什么优势？有哪些案例？
九十五、燃料电池用于无人机有什么优势？有哪些案例？
九十六、国际和国内已建成的和在建的加氢站数量是多少？
九十七、加氢站有哪些类型？
九十八、加氢站氢气成本构成有哪些？
九十九、加氢站主要包括哪些关键设备？
一〇〇、加氢站及关键设备的国产化和自主化程度如何？
一〇一、国内加氢站建设运营的代表企业有哪些？
一〇二、氢燃机的工作原理和主要结构是什么？
一〇三、氢燃料电池发电与氢燃气轮机发电各自有何特点？
一〇四、氢燃料电池发动机与氢内燃机各自有何特点？
一〇五、绿氢用于化工领域是否具备经济性？
一〇六、氢气炼钢是否可行？
参考文献

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