如果你驾驶一辆氢燃料电池汽车,你一定会担心所携带的氢燃料用完了怎么办?不要担心,在氢能时代将会像加油站一样建起许多加氢站,时刻准备为各种氢能交通工具服务。
为了环境的清洁一定要大力发展燃料电池汽车,这是汽车业的共识,但是该技术实现的关键之一是必须建设氢燃料加注站。从技术角度分析,氢气加注设施的开发和加氢站分步的规划建设已经成为燃料电池汽车行业发展的主要技术壁垒之一。加氢站的技术包括氢气的制造、运输和储存,高压设备,运行控制,加注,安全措施等。目前全球共约200座加氢站,主要集中在欧美和日本,采用的燃料形式主要是液态氢和压缩氢气。
世界上第一座应用于氢能汽车的加氢站是1999年5月德国在慕尼黑国际机场建成的,使用液态氢燃料改装的宝马车来到这座加氢站,只需3分钟就可将车载储氢罐加满,每加一次液态氢后可行驶300千米。在加氢站的开发和建设方面,我国比较落后,目前仅建成4座加氢站,上海安亭加氢站是我国的第一个汽车氢气充装站。
加氢站的安全非常重要,加注氢系统必须设有可靠的防静电设施,防止因产生静电引起着火爆炸事故。加注氢的系统设备、管道及其附件应有可靠的防渗透、防泄漏措施。另外,加注氢气的场所应设可靠的排风装置,及时排除泄漏的氢气。氢加注系统及其场所所有的电器必须按有关规范标准防爆,按有关规定设置必要的防雷保护设施。加氢站要有足够的加注场地和防范设施,防止加注车辆意外损坏加氢设备或管线。
氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,200年前人类对氢能的应用就产生了浓厚的兴趣。20世纪70年代以来,世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究,美国、欧盟和日本相继制订了氢能研究和开发计划,在燃料电池、制氢技术、加氢站、氢的储存和输运等领域取得了重大进展。
我国对氢能的研究始于20世纪60年代初,虽然在制氢、储氢和氢能利用等方面进行了大量开创性工作,取得了不少的进展,有些单项技术的研究甚至达到了世界先进水平,并且在储氢合金材料方面已实现批量生产,但氢能系统技术的总体水平与发达国家仍有一定的差距。我国是目前世界上第二大经济体,也是第二大能源生产国和消费国,且高能生产企业较多,发展氢能技术对我国经济发展意义重大,特别是燃料电池和非化石能源制氢技术领域,需要加大投入,争取早日实现氢能技术产业化的关键突破。随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展,氢能应用范围必将不断扩大,氢能将深入到人类活动的各个方面,直至走进千家万户。
氢气是最清洁、密度最小、燃烧值最大的新型含能体。能源结构的更迭历史说明,人类选择能源的过程是一个排碳(碳元素相对减少)的过程,人类社会发展需要的支柱能源是按照含碳量越来越低、含氢量越来越高的趋势演变的。氢能应用的前提是开发出经济高效的氢气制取技术,目前的电解水制氢技术、化石燃料制氢技术、生物质燃料制氢技术、太阳能制氢技术等,大多存在各种技术问题,难于实现大规模工业化生产。
高效氢气发动机和内燃机的研发是氢能大规模应用的关键之一,而新型氢燃料电池的开发将为氢分布式能源提供有效的利用方式。经济高效安全的氢气储存和运输系统,以及氢气加注站的开发是氢能集中式利用的关键技术之一。在世界能源危机和生态环境日益恶化的背景下,氢能的开发和利用已成为人类长期面临的课题。一旦相关技术获得突破,氢能将成为人类未来主要的能源。