从能源战略的角度来看,氢能被视为各种能源转换的关键,可以实现不同能源种类的传输到各个终端,从而增加未来低碳能源网络的灵活性和稳定性。氢能被认为是实现“零碳排放”的终极能源,因为它具有许多优点,如广泛的来源、高燃烧热值、大能量密度、可储存、可再生、可电可燃、零碳排放等。作为可再生的二次能源,氢能可以通过氢燃料电池技术应用于汽车、轨道交通、船舶等领域,也可以用于分布式发电(家庭和商业)和储能领域。此外,氢能还可以直接燃烧,为炼油、钢铁、冶金等行业提供高效原料、还原剂和高品质的热源。
氢燃料电池的本质是一种电化学反应的发电设备,而锂电池则是一种储能设备。氢燃料电池是一种能量转换装置,不进行燃烧过程,通过电化学反应将阳极中的氢气和阴极中的氧气(空气)的化学能转化为电能。相比卡诺循环的限制,氢燃料电池发电效率可以达到50%以上,如果实现热电联供,总利用率可以高达80%以上。另外,氢燃料电池设备没有或只有少量的运动部件,运行安静,需要较少的维修。此外,电化学反应具有清洁和完全的特点,产物对环境没有污染。
氢能产业链涵盖了上游能源、中游氢燃料电池关键零部件,以及下游应用领域,产业链比较长。其中,在交通领域,氢能的发展潜力最大。在我国,氢燃料电池车辆的产业化进程相对较快,其中核心部件如电堆、膜电极、空压机和氢循环泵已经实现自主生产。但是,氢气的制造、储存、运输等环节受到政策的影响,产业化进程相对较慢。从其他应用领域来看,氢燃料电池可以作为氢能的储能载体,与热能和电能网络有效地连接,可以解决能源供需配置上的时空矛盾。