氫能具有靈活高效、清潔低碳、應(yīng)用等突出優(yōu)點(diǎn)。它能在一定程度上緩解油氣資源逐漸枯竭造成的能源短缺，是未來(lái)有前途的二次能源。目前，氫能技術(shù)正逐步走向成熟。

制氫環(huán)節(jié)上，以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣為的“灰氫”應(yīng)用，是氫能產(chǎn)業(yè)的起步階段；使用煤或天然氣等化石燃料生產(chǎn)“藍(lán)氫”并結(jié)合CCUS技術(shù)實(shí)現(xiàn)碳中和，是氫能產(chǎn)業(yè)的過(guò)渡階段；使用可再生能源或核能生產(chǎn)“綠氫”，是氫能產(chǎn)業(yè)的階段。在制氫過(guò)程中，以焦?fàn)t氣、氯堿尾氣為的“灰色氫”的應(yīng)用是氫能工業(yè)的初級(jí)階段;利用煤炭或天然氣等化石燃料生產(chǎn)“藍(lán)氫”，并結(jié)合CCUS技術(shù)實(shí)現(xiàn)碳中和，是氫能工業(yè)的過(guò)渡階段;利用可再生能源或核能生產(chǎn)“綠色氫”，是氫能產(chǎn)業(yè)的階段。
在儲(chǔ)運(yùn)方面，高壓儲(chǔ)氫應(yīng)用，技術(shù)成熟，但經(jīng)濟(jì)性制約了其規(guī)?；l(fā)展。
在氫的使用方面，雖然氫作為一種成熟的化工產(chǎn)品應(yīng)用于發(fā)電、煉油、化工、冶金等行業(yè)，但主要應(yīng)用對(duì)象是以加氫站為樞紐的交通運(yùn)輸系統(tǒng)和關(guān)系民生的燃?xì)庑袠I(yè)。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1.氫氣性質(zhì)

氫作為相對(duì)原子質(zhì)量小的原子，具有非常活躍的化學(xué)性質(zhì)。在氫氣的制備、儲(chǔ)存、灌裝、運(yùn)輸和使用過(guò)程中，由于性質(zhì)不穩(wěn)定，存在泄漏和的風(fēng)險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)氫能的持續(xù)穩(wěn)定、安全高效的應(yīng)用和商業(yè)推廣，研究氫在不同條件下的安全性能，如范圍、點(diǎn)火能量、擴(kuò)散系數(shù)以及對(duì)材料性能的影響等具有重要意義。

2.制氫環(huán)節(jié)

氫能是一種二次能源，是通過(guò)一定方法利用其他能源制取的。目前常用制氫方法有工業(yè)副產(chǎn)制氫、化石能源制氫、水電解制氫等。

3.儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)

儲(chǔ)氫方法主要有氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是現(xiàn)階段主要的儲(chǔ)氫方式。
高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是在高壓下將壓縮氫以高密度氣態(tài)形式存儲(chǔ)，是目前成熟和常用的儲(chǔ)氫技術(shù);
液氫存儲(chǔ)技術(shù)主要包括低溫液氫存儲(chǔ)和有機(jī)液氫存儲(chǔ);
固體貯氫是一種通過(guò)吸附向固體材料中加入氫的方法。儲(chǔ)氫密度是同等條件下氣態(tài)儲(chǔ)氫法的1000倍左右，吸氫和釋氫速度穩(wěn)定，可保證儲(chǔ)氫過(guò)程的穩(wěn)定性。

4.輸氫環(huán)節(jié)

依據(jù)輸送時(shí)氫氣所處狀態(tài)，氫能運(yùn)輸方式可分為氣氫輸送、液氫輸送、固氫輸送。目前適用于大規(guī)模氫能運(yùn)輸?shù)某墒旒夹g(shù)方案主要有集裝管束運(yùn)輸、管道運(yùn)輸及液氫槽車(chē)運(yùn)輸。綜合比較3種氫能運(yùn)輸方式，管道運(yùn)輸與集裝管束、液氫槽罐車(chē)相比，技術(shù)要求在中等范圍，技術(shù)成熟度相對(duì)較高，且對(duì)市場(chǎng)價(jià)格敏感性低，不會(huì)因市場(chǎng)變化而發(fā)生較動(dòng)。

5.加氫站注氫環(huán)節(jié)

加氫站被認(rèn)為是氫燃料電池汽車(chē)可以商業(yè)化發(fā)展的前提條件之一。加氫站有多種分類(lèi)方法，通常分為站外制氫和站內(nèi)制氫兩種類(lèi)型。加氫站工藝流程如圖3所示。加氫站作為氫燃料電池汽車(chē)規(guī)?；l(fā)展過(guò)程中必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，必須確保其各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性。目前，加氫站注氫環(huán)節(jié)研究主要存在以下問(wèn)題：工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理等可參考標(biāo)準(zhǔn)少；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全，內(nèi)容參差不齊，個(gè)別條文可操作性不強(qiáng)；歸口管理單位多，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。

6.氫能終端應(yīng)用環(huán)節(jié)

氫燃料電池汽車(chē)

根據(jù)目前已有技術(shù)及市場(chǎng)需求，氫燃料電池種類(lèi)眾多，其原理主要是使氫氣與各種化學(xué)材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，氫氣被催化而產(chǎn)生電能。氫燃料電池發(fā)電的具體反應(yīng)過(guò)程：陽(yáng)極上的氫在催化劑作用下分解為H+和電子，H+穿過(guò)隔膜到達(dá)陰極，電子則在外部電路運(yùn)行，從而產(chǎn)生電能；陰極上的氧在催化劑作用下與電子、H+發(fā)生化合反應(yīng)生成水。

氫能發(fā)電

目前有兩種方法能夠?qū)淠苻D(zhuǎn)化為電能：氫能發(fā)電機(jī)和PEMFC燃料電池。PEMFC燃料電池在外型上與普通電池相似，其工作原理是氫氣與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水并釋放電能。

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