行業動態

記者獲悉,國家發改委、國家能源局近日下發了《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》(下稱《計劃》),并同時發布了《能源技術革命重點創新行動路線圖》(下稱《路線圖》)。
尤為值得注意的是,該《計劃》列舉了包括“先進儲能技術創新”、“氫能與燃料電池技術創新”、“能源互聯網技術創新”等15項重點任務。而《路線圖》則明確了上述15項重點任務的具體戰略方向、創新目標及創新行動。以下為氫能與燃料電池技術路線圖、戰略方向、創新目標及創新行動具體內容。
  氫能與燃料電池技術創新路線圖:

(一)戰略方向
  1.氫的制取、儲運及加氫站。重點在大規模制氫、分布式制氫、氫的儲運材料與技術,以及加氫站等方面開展研發與攻關。
  2.先進燃料電池。重點在氫氣/空氣聚合物電解質膜燃料電池(PEMFC)、甲醇/空氣聚合物電解質膜燃料電池(MFC)等方面開展研發與攻關。
  3.燃料電池分布式發電。重點在質子交換膜燃料電池(PEMFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、金屬空氣燃料電池(MeAFC),以及分布式制氫與燃料電池(PEMFC和SOFC)的一體化設計和系統集成等方面開展研發與攻關。
  (二)創新目標
  1.2020年目標。建立健全氫能及燃料電池規模化應用的設計、工藝、檢測平臺。基本掌握高效氫氣制備、純化、儲運和加氫站等關鍵技術,以及低成本長壽命電催化劑技術、聚合物電解質膜技術、低鉑載量多孔電極與膜電極技術、高一致性電堆及系統集成技術,突破關鍵材料、核心部件、系統集成、過程控制等關鍵技術,實現氫能及燃料電池技術在動力電源、增程電源、移動電源、分布式電站、加氫站等領域的示范運行或規模化推廣應用。其中,PEMFC電源系統額定輸出功率50~100kW、系統比功率≥300Wh/kg、電堆比功率3000W/L以上、使用壽命5000hr以上;MFC電源系統實現額定輸出功率5~10kW、系統比能量≥345Wh/kg、使用壽命3000hr以上;開發出接近質子膜燃料電池操作溫度、儲氫容量高于5wt%的儲氫材料或技術,及長距離、大規模氫的儲存及運輸技術。
  2.2030年目標。實現大規模氫的制取、存儲、運輸、應用一體化,實現加氫站現場儲氫、制氫模式的標準化和推廣應用;完全掌握燃料電池核心關鍵技術,建立完備的燃料電池材料、部件、系統的制備與生產產業鏈,實現燃料電池和氫能的大規模推廣應用。其中,PEMFC分布式發電系統使用壽命達到10000hr以上、SOFC分布式發電系統使用壽命達到40000hr以上、MeAFC分布式發電系統使用壽命達到10000hr以上。
  3.2050年展望。實現氫能和燃料電池的普及應用,實現氫能制取利用新探索的突破性進展。
(三)創新行動
  1.大規模制氫技術。研究基于可再生能源和先進核能的低成本制氫技術,重點突破太陽能光解制氫和熱分解制氫等關鍵技術,建設示范系統;突破高溫碘-硫循環分解水制氫及高溫電化學制氫,完成商業化高溫核能分解水制氫方案設計。研發新一代煤催化氣化制氫和甲烷重整/部分氧化制氫技術。
  2.分布式制氫技術。研究可再生能源發電與質子交換膜/固體氧化物電池電解水制氫一體化技術,突破高效催化劑、聚合物膜、膜電極和雙極板等材料與部件核心技術,掌握適應可再生能源快速變載的高效中壓電解制氫電解池技術,建設可再生能源電解水制氫示范并推廣應用;研究分布式天然氣、氨氣、甲醇、液態烴類等傳統能源與化工品高效催化制氫技術與工藝,以及高效率低成本膜反應器制氫和氫氣純化技術,形成標準化的加氫站現場制氫模式并示范應用。
  3.氫氣儲運技術。開發70Mpa等級碳纖維復合材料與儲氫罐設備技術、加氫站氫氣高壓和液態氫的存儲技術;研發成本低、循環穩定性好、使用溫度接近燃料電池操作溫度的氮基、硼基、鋁基、鎂基和碳基等輕質元素儲氫材料;發展以液態化合物和氨等為儲氫介質的長距離、大規模氫的儲運技術,設計研發高活性、高穩定性和低成本的加氫/脫氫催化劑。
  4.氫氣/空氣聚合物電解質膜燃料電池(PEMFC)技術。針對清潔高效新能源動力電源的重大需求,重點突破PEMFC的低成本長壽命電催化劑、聚合物電解質膜、有序化膜電極、高一致性電堆及雙極板、模塊化系統集成、智能化過程檢測控制、氫源技術等核心關鍵技術,解決PEMFC性能、壽命、成本等關鍵問題,并實現PEMFC電動汽車的示范運行和推廣應用。
  5.甲醇/空氣聚合物電解質膜燃料電池(MFC)技術。針對清潔高效新能源動力電源的重大需求,重點突破MFC耐高溫長壽命電催化劑、新型耐高溫聚合物電解質膜、有序化膜電極、一體化有機燃料重整、高溫條件下電堆系統集成優化、智能控制等核心關鍵技術,并實現MFC在電動汽車上應用的示范運行和推廣應用(無需制氫、儲氫、加氫站)。
  6.燃料電池分布式發電技術。重點研發質子交換膜燃料電池(PEMFC)及氫源技術、固體氧化物燃料電池技術(SOFC),以及金屬空氣燃料電池(MeAFC)技術。在分散電站工況條件下,突破PEMFC、SOFC、MeAFC燃料電池關鍵材料、核心部件、系統集成和質能平衡管理等關鍵技術,建立分布式發電產業化平臺,實現千瓦至百千瓦級PEMFC系統在通訊基站和分散電站等領域的推廣應用;實現百千瓦至兆瓦級SOFC發電分布式能源系統示范應用,發電效率60%以上,并開發適于邊遠城市和工礦企業等分布式電站;實現MeAFC系統在智能微電網、通訊基站和應急救災等領域的示范運行或規模應用。
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