能源替代-人类文明延续的课题
人类经历了近150工业发展后的今天,随着能源的消耗已经日益紧张的人类与地球环境之间的矛盾,全世界正处于能源利用转型进程中,尤其是以煤炭、石油为代表的石化能源利用带来的环境、经济、政治困境,因此,世界各国对更为清洁、更可靠、更为的便利的清洁能源以及清洁能源利用技术的需求与日俱增。
近年来许许多多的科学家,行业工作者都在寻找一种清洁能源利用技术时,燃料电池凭借巨大想象空间,已经进入人们的视野。燃料电池已经在交通运输到固定设备再到便携式/离网终端设备等各个领域,成为技术实施,产品应用以及技术综合解决方案的关键关节,并且正在推动着全球向可再生能源利用的过渡。
燃料电池通过氢和氧的电化学反应产生能量,而不是通过燃烧,因此当纯氢用作燃料时,唯一的副产品只有水和有用的热量,可以说氢能燃料电池是人类迄今为止发现的最为清洁的能源利用方式。
燃料电池-清洁能源利用的新纪元
无论是发达国家还是发展中国家,从能源安全的角度看,减少对石油等进口燃料的依赖是全球几大经济体国家面临的一个关键难题。而氢能源则可以从本国内的工业生产环节中获取,——例如,从天然气等传统燃料到垃圾填埋场、废水处理厂、工业农场或食品加工设施等产生的沼气中获得并储存。
氢气也可以通过电力、电网或可再生能源(如太阳能或风能)来分解水来产生。而燃料电池将在不断提供燃料的情况下继续保持平稳运行,以确保持续可靠的电力供应,这种经济模式对许多行业、政府以及他们所服务的社会公众具有显著价值。
固定燃料电池可以与电网同时运行,也可以独立于电网运行,尤其是全球多个地区在遭遇风暴而停电时,燃料电池能够继续为通信网络,商场以及工厂提供应急电力供应服务,足以证明燃料电池在恢复电力确保经济运行中的潜力。
燃料电池除了可以广泛的应用到动力外,其副产品中的热量还可以被收集起来,并用于终端用户设施的加热或冷却,这样有可能将燃料电池的总效率提高到90%以上。此外,燃料电池具备轻便、耐用、噪音小,无论是在室内还是室外,可以灵活选择其安装与应用环境。
燃料电池可以被设计成多种规格与尺寸,以便满足工业与电力中的任何场景需求,这也是为什么目前市场上包括全球知名的汽车厂商丰田、本田、奔驰、现代,以及各个国家的燃料电池技术领域各类大中小型投资与研发型企业,已经在部署,并全力的推广与应用燃料电池。
燃料电池不仅在市政项目、军工部门得到了广泛的认可与应用,目前也已经为各类商场、工厂、数据中心、电信部门、交通运输、环保部门等提供电力。
欧美日韩-技术领先,蓄势待发
以美国为例,在交通运输和移动领域,有超过23000辆燃料电池驱动的叉车在美国各地的仓库和配送中心运营,燃料电池巴士在美国多个州以及全球许多国家开始运送乘客。
最近,在美国重型卡车和中型运输车辆燃料电池的兴起,引发了全球各大公司的兴趣和关注,相关研究及示范项目已经表明,燃料电池技术的应用,对改变该领域的经济状况及环境有着巨大的潜力。
日本与欧洲的燃料电池技术也在不断进步当中,尤其是在日本和欧洲部分地区,燃料电池系统已经可以用来为个人家庭和生活公寓提供供电需求,同时由于政府的补贴与积极激励政策,并没有增加消费人群的成本,在美国的加利福尼亚州和世界上多个国家,顶级的日韩美欧汽车制造商的零排放燃料电池汽车已经在销售或租赁当中。
总体上来看,今天世界各地已经有了数十万个燃料电池正在运行当中,而日本和美国,作为这项创新技术的国际领先者,无论是在技术储备还是创新应用都处于领先地位。尤其是燃料电池在美国的不断成功,很大程度上是由于国家和地方政府的支持。
这里面不仅包括了公共部门与私营企业的充分合作,致力于燃料电池,氢能源生产、储存与利用技术全方位的研发合作与应用推广,也包括能源部、国家实验室、学术界的交流与共享,为燃料电池技术的发展提供了坚实基础。这种创新模式值得世界各国的学习。
机遇来临-远景蓝图可期
随着越来越多的市场应用者,已经体验到燃料电池的各种优点,进而带动了该项技术的进一步广泛应用,包括大型机场与重要港口的地面通讯设备、移动照明,公路上的无人驾驶技术,空中和海上的飞船与游轮,军事领域的远程通讯及便携式电源以及微电网。
新的机遇已经逐渐显现,燃料电池应用到能源储存与清洁利用,推动全球范围内加速向着可再生能源利用的过渡。这项技术不仅能够满足几乎所有应用场景所设定的输出功率与尺寸要求,通过传统工业和可再生新能源提供源源不断的燃料为其提供动力,具有良好的经济效益与环境效益。燃料电池的潜力是无限的,就在技术创新纷繁复杂的今天,燃料电池已经产生了巨大的影响。