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氢能和燃料电池技术，以氢气为能源、真正实现零排放的燃料电池汽车，一直被公认为是解决当今交通能源和环境问题的最佳方案之一，代表着汽车未来的发展方向。
基本介绍 中文名 ：氢能和燃料电池技术 能源 ：氢气 类型 ：技术 套用 ：汽车 简介,用途,技术特点,需解决关键问题,相关技术讨论, 简介 氢能和燃料电池技术。氢燃料电池可高效清洁地把化学能直接转化为电能，是比常规热机更为先进的转化技术。燃料电池技术的快速发展，为能源动力的变革带来重大契机，而燃料电池汽车被认为是后化石能源时代主要的车用动力能源。与电能一样，氢气作为能源载体，可以通过各种一次能源的转化获取，成为化石能源向非化石能源转换、从碳的低排放向碳的零排放的桥梁。 用途 二次能源是联系一次能源和能源用户的中间纽带。二次能源又可分为“过程性能源”和“含能体能源”。当今电能就是套用最广的“过程性能源”；柴油、汽油则是套用最广的“含能体能源”。由于目前“过程性能源”尚不能大量地直接贮存，因此汽车、轮船、飞机等机动性强的现代交通运输工具就无法直接使用从发电厂输出来的电能，只能采用像柴油、汽油这一类“含能体能源”。可见，过程性能源和含能体能源是不能互相替代的，各有自己的套用范围。随着，人们将目光也投向寻求新的“含能体能源”， 作为二次能源的电能，可从各种一次能源中生产出来，例如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、水力、潮汐能、地热能、核燃料等均可直接生产电能。而作为二次能源的汽油和柴油等则不然，生产它们几乎完全依靠化石燃料。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。氢能正是一种在常规能源危机的出现、在开发新的二次能源的同时人们期待的新的二次能源。 技术特点 氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。作为能源，氢有以下特点： （l）所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢。 （2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。 （3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。 （4）除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。 （5）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。 （6）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。 （7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造现在的内燃机稍加改装即可使用。 （8）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种套用环境的不同要求。 需解决关键问题 由以上特点可以看出氢是一种理想的新的含能体能源。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料，但氢能的大规模的商业套用还有待解决以下关键问题： 廉价的制氢技术，因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。 安全可靠的贮氢和输氢方法由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。 许多科学家认为，氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。氢能是一种二次能源，因为它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不象煤、石油和天然气等可以直接从地下开采。在自然界中，氢已和氧结合成水，必须用热分解或电分解的方法把氢从水中分离出来。如果用煤、石油和天然气等燃烧所产生的热或所转换成的电支分解水制氢，那显然是划不来的。现在看来，高效率的制氢的基本途径，是利用太阳能。如果能用太阳能来制氢，那就等于把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的干净能源了，其意义十分重大。目前利用太阳能分解水制氢的方法有太阳能热分解水制氢、太阳能发电电解水制氢、阳光催化光解水制氢、太阳能生物制氢等等。利用太阳能制氢有重大的现实意义，但这却是一个十分困难的研究课题，有大量的理论问题和工程技术问题要解决，然而世界各国都十分重视，投入不少的人力、财力、物力，并且业已取得了多方面的进展。因此在以后，以太阳能制得的氢能，将成为人类普遍使用的一种优质、干净的燃料。 相关技术讨论 以氢气为能源、真正实现零排放的“燃料电池汽车”，一直被公认为是解决当今交通能源和环境问题的最佳方案之一，代表着汽车未来的发展方向。近年来，各国 *** 及国际汽车巨头都不断加大对燃料电池汽车的投入，大力推动这一新能源汽车尽快走向市场。 由科技部、氢经济国际合作伙伴（IPHE）联合主办，同济大学新能源汽车工程中心、美国能源部阿贡实验室共同承办，为期两天的“国际氢能燃料电池技术及汽车发展论坛”，9月21日上午在上海银河宾馆开幕。 一批国内外燃料电池汽车行业顶尖机构、企业代表出席论坛，共同探讨“如何应对燃料电池技术和基础设施建设在国际国内层面所面临的挑战”这一重要议题，并商讨今后如何进一步加强在氢燃料电池汽车领域的国际合作。这些机构、企业包括欧盟燃料电池与氢联合行动计画、美国能源部燃料电池技术项目部、美国国家再生能源实验室、日本本田公司、美国通用集团等。 会上，国内外代表分别介绍了各国为研发燃料电池汽车而开展的项目和采取的战略，交流分享了燃料电池技术研发的最新进展，以及氢能的生产技术及氢能基础设施建设经验。此外，会上还将介绍最新的氢能与燃料电池汽车的能源和环境效益评估情况，并围绕全球燃料电池汽车近期及远期发展所需的氢源及路径问题展开讨论。会议结束后，代表们还将前往上海世博会园区，参观燃料电池示范运行基地。 上海燃料电池汽车动力系统有限公司总经理、我校新能源汽车工程中心副主任章桐教授在主题报告中介绍了我国燃料电池汽车动力平台的研 *** 况，以及我国自主研制的燃料电池汽车分别在2008北京奥运会、美国加州及2010上海世博会上的示范运行情况。 据介绍，由同济大学与国内五大整车厂合作生产、正在上海世博园区进行示范运营的173辆燃料电池汽车（含70辆燃料电池轿车、3辆燃料电池客车和100辆燃料电池观光车），自上海世博会开园以来已连续运行5个月，整体运营情况良好。其中，仅在园区内高架步道及北环路运行的燃料电池观光车一种车型，截止今年8月31日止，已累计载客137万人次，总行驶里程达44万余公里。 专家认为，燃料电池汽车在产业化道路上仍面临严峻挑战，一方面需要进一步提高关键零部件的稳定性、耐久性，降低成本，另一方面要为燃料电池汽车大规模运营配套建设氢气加注站等基础设施，此外还要增强公众对燃料电池汽车的了解。 余卓平说，“从论坛上的主题发言来看，全球对燃料电池汽车普遍持积极、乐观态度，都在加快促进其早日向市场渗透。”他表示，此次论坛召开，对于增强全球氢能及燃料电池技术及实践的沟通与交流，进一步推动我国氢能燃料电池汽车技术的快速发展和产业化步伐，具有重要意义。氢能源产业链中游储运加注上市公司
中国石油（ 601857）市值9023亿
中石由位于北京市昌平区的福田加氢站和位于张家口市崇礼区的太子城服务区加氢站，分别作为北京冬奥会北京赛区和张家口赛区的首个加氢站已经投入运营，北京、张家口地区的新增加氢站将在 2021年底建成。
中国石化（ 600028）市值5133亿
中石化将加快发展以氢能为核心的新能源业务，拟规划布局 1000座加氢站或油氢合建站、7000座分布式光伏发电站点。截至2020年底，中国石化销售有限公司累计开展加氢站试点项目27个，加氢站点分布在广东、上海、浙江和广西等地。
东方电气（ 600875）市值643.8亿
氢能产业方面，公司首个撬装式加氢系统在德阳建成， 自主研发的四川首套加氢站用高压储氢容器顺利完工。自主研制 60-110 千瓦燃料电池发动机系统通过国家强检，标志着公司产品已实现了对作为国家示范期重点的中重型、中远途应用的覆盖。
中材 科技 （ 002080）市值582.5亿
在氢能领域，公司做了相应布局，主要产品有燃料电池氢气瓶、运氢长管和加氢站储氢瓶组。燃料电池氢气瓶又包含车载储氢瓶、无人机用储氢瓶、备用电源储氢瓶等。
河钢股份（ 000709）市值259.1亿
河钢集团计划先建设两座加氢示范站，并联合重卡、电堆、动力系统等相关的科研院所和厂家，尝试开展重载卡车“柴改氢”的批量示范运营。通过重载卡车的示范运营，逐步扩大“柴改氢”在京津冀地区的应用。
鸿达兴业（ 002002）市值189.1亿
公司在内蒙古建设 8座加氢站，2019年已建成第一座加氢站，2020年建成并投产国内第一座民用液氢工厂，2021年又建成内蒙古乌海市第一座移动加氢站，并为乌海市50辆氢能公交加注氢气。公司已成功率先探路长距离运输，为液氢的规模化运输积累宝贵的数据经验。
重庆燃气（ 600917）市值134.3亿
公司与重庆地大工业技术研究院签订战略合作协议拟成立合资公司将通过新建加氢站、油氢合建站、气氢合建站等形式建设氩、油、气、电四站合一的项目快速推动重庆市加氢站的建设布局。
华昌化工（ 002274）市值123.7亿
公司氢气充装站项目生产规模（产能）为：加工氢气能力 3*1607公斤/天。目前项目试生产报告正在审批中，预计2021年四季度投入运营。
安泰 科技 （ 000969）市值109.0亿
公司承担了国家氢燃料电池重点研发计划，已完成燃料电池测试系统和 110kw级燃料电池电堆的制备及测试验证；公司自主研发的35MPa加氢机、加氢站智慧站控系统、加氢站安全连锁控制系统等已应用于承建的河北钢铁集团邯郸、唐山两个示范加氢站的建设。
佛燃能源（ 002911）市值108.8亿
公司已建成投运的佛山南庄站内制氢加氢加气一体化站应用了光伏绿电电解水制氢技术，除了绿电制氢外，该站还配备了站内天然气制氢设备。公司已成立了制氢装备研发团队，不断加大制氢关键技术研发投入，积极 探索 扩大光伏电解水制氢在制氢加氢项目中的应用。
厚普股份（ 300471）市值95.23亿
公司是国内首家箱式加氢站解决方案供应商，一直积极持续加大对氢能领域的投入力度，自主研发的多项氢能加注设备关键部件率先打破了国际垄断；公司还承建了多个国家级、省级氢能典型示范站的建设。
京城股份（ 600860）市值95.06亿
公司在氢燃料储氢瓶技术领域处于领先地位。公司所生产的 35MPa高压储氢气瓶已批量应用于氢燃料电池 汽车 及燃料电池备用电源领域，70MPa高压储氢气瓶承担北京科委和国家 科技 部等重点项目，目前已完成研制工作，处于第三方认证阶段。
航天工程（ 603698）市值89.94亿
公司投资设立航天氢能有限公司，氢能公司将发挥航天煤炭清洁高效利用技术优势，深入推进航天氢技术产业化，投资氢气、合成气等工业气体运营，逐步发展成为集工业气体运营、氢能技术设备研发制造、氢燃料供应链运营、三废治理及运营于一体的综合性投资平台。
富瑞特装（ 300228）市值61.11亿
公司正在进行氢燃料电池车用液氢供气系统及配套氢阀的研发工作，该产品是对目前应用较多的车用高压供氢系统的补充，主要用于氢燃料电池重卡，液氢供气系统产品样品现已试制完成有待进行装车试验，配套氢阀有待交付第三方进行试验。
航天晨光（ 600501）市值57.72亿
公司主要针对航天领域相关单位小批量配套液氢气氢贮罐、场内液氢运输车和液氢气氢输送管道，尚未大面积推广。在加氢站液氢贮罐方面目前已有相关样品，但限于国内标准及认证问题，尚未加液使用。
春晖智控（ 300943）市值57.61亿
公司已开始全力开拓氢能、天然气等新能源领域流体控制部件市场，服务国内新能源加注主流客户。目前，加氢设备电磁阀处于客户验证和产品生产认证阶段。
密封 科技 （ 301020）市值45.09亿
公司为超低温制冷氦气压缩机组研发了专用密封件，此类制冷机组可应用于储氢领域的氢气液化。公司正在按计划分阶段开展氢产业链中压缩机、隔膜泵以及氢燃料电池上相关零部件的开发工作。
和远气体（ 002971）市值37.58亿
公司主要是通过生产提纯高纯氢气，同时利用高纯氢气延伸生产电子特气及电子化学品，并负责储存和运输，将氢气及电子特气等提供给给电子半导体、光伏、医药、新能源等下游客户。
300234
上海舜华新能源系统有限公司已舜华主编或参编了氢能相关国家标准11项，获得各项授权专利21项，并有两项核心技术分别获得上海市和教育部的科技进步二等奖。舜华是国家高新技术企业，是“上海氢能利用工程技术研究中心”的依托单位，是“国家氢能与燃料电池汽车产业创新联盟”首届理事单位，是“国家氢能标准委员会”委员单位，并是国家核电与中核集团合格供应商，并营运“中国氢能源网”。公司通过了ISO9001认证，获得了危险化学品经营许可资质、车用氢气瓶充装许可证和安装许可证。未来，舜华将与同行一道，共同推进中国氢能产业的发展。
1980年（庚申年）联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能（原子能）
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。
在中国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。
一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指太阳能、风能、地热能、氢能等。
按类别可分为：太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、海洋能、小水电、化工能（如醚基燃料）、核能等。
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