《氫能百問》是一本問答類氫能技術(shù)普及讀物。本書通過問答的方式，結(jié)合國內(nèi)外氫能發(fā)展現(xiàn)狀，詳細(xì)闡述了氫能基礎(chǔ)知識和氫能產(chǎn)業(yè)概況，系統(tǒng)分析了制氫技術(shù)、儲氫技術(shù)、輸氫技術(shù)與氫能應(yīng)用技術(shù)，對各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)、國產(chǎn)化情況、可行性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了客觀比較，對氫能發(fā)展方向、應(yīng)用前景等進(jìn)行了預(yù)測。另外，本書還對氫加注、氫燃?xì)廨啓C(jī)、氫冶金化工等領(lǐng)域應(yīng)用和技術(shù)可行性進(jìn)行了分析探討。
國家電力投資集團(tuán)有限公司董事長、黨組書記錢智民，中國工程院院士彭蘇萍、鄭津洋及中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會會長魏鎖聯(lián)袂推薦。
《氫能百問》從政策戰(zhàn)略、行業(yè)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀等各個(gè)角度，聚焦氫能基礎(chǔ)理論、專業(yè)技術(shù)與應(yīng)用分析等多個(gè)方面，通過問答的形式，讓氫能這一熱點(diǎn)話題走進(jìn)大眾視野，為讀者深層次了解氫能提供幫助。
氫能是一種清潔低碳、靈活高效、來源廣泛、應(yīng)用多元的能源形式，在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中具有重要的地位和作用，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要推動力。國際主要國家和地區(qū)都高度重視氫能在未來能源體系中的地位，將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提升到國家戰(zhàn)略高度。氫能的研究與應(yīng)用在我國也具有巨大戰(zhàn)略意義與迫切實(shí)際需求，我國氫能產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入一個(gè)飛速發(fā)展的階段。
國家和地方政府都高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國已形成較為完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈，氫能關(guān)鍵核心技術(shù)自主化取得重要突破，新技術(shù)、新成果、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。我國氫能市場空間巨大，在氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，越來越多的從業(yè)人員進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，氫能相關(guān)話題也已經(jīng)成為政府、社會、學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界廣泛討論的熱點(diǎn)。因此，國內(nèi)對介紹氫能領(lǐng)域的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和政策問題的綜合性書籍的需求較為迫切，但囿于氫能的新興產(chǎn)業(yè)屬性和迅猛發(fā)展速度，目前
能夠滿足這一需求的書籍、資料較少，遠(yuǎn)不能滿足氫能從業(yè)人員的需求。
本書編寫團(tuán)隊(duì)所在的國家電力投資集團(tuán)是較早開始從事氫能研究的企業(yè)之一，初始就確立了堅(jiān)持核心技術(shù)自主化、布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展戰(zhàn)略，在制氫、燃料電池、氫儲運(yùn)、氫加注等多個(gè)領(lǐng)域均開展了研發(fā)工作，并已掌握一系列自主化技術(shù)。同時(shí)，國家電力投資集團(tuán)與多地政府合作，以戰(zhàn)略合作、示范項(xiàng)目等形式在全國多個(gè)地區(qū)協(xié)同發(fā)展氫能，在開展研發(fā)創(chuàng)新和氫能項(xiàng)目工作的實(shí)踐中，積累了豐富的氫能研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和氫能產(chǎn)業(yè)信息，并對許多氫能問題進(jìn)行了思考，形成了一些心得和見解。立足以上工作，我們決定編寫一本問答類的氫能普及書籍，希望藉由此書，對有意向加入氫能行業(yè)、共同建構(gòu)能源新格局的讀者提供一個(gè)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐結(jié)合的獨(dú)特視角，也真誠地希望能夠?qū)τ信d趣了解氫能的讀者有所幫助。本書編寫團(tuán)隊(duì)對國家電力投資集團(tuán)在氫能領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)和概括，同時(shí)參閱了大量相關(guān)的國內(nèi)外書籍、文獻(xiàn)，也對多個(gè)公司、項(xiàng)目進(jìn)行了實(shí)地走訪與調(diào)研，開展了大量的內(nèi)部討論，廣泛吸取了意見建議，終形成了本書。
本書章對氫能基礎(chǔ)知識進(jìn)行了介紹，包括氫的特性、氫能對于能源系統(tǒng)的意義、氫能的低碳能源屬性、氫能安全性等。第二章介紹了氫能產(chǎn)業(yè)概況，主要涉及氫能國內(nèi)發(fā)展規(guī)模、各國戰(zhàn)略政策、氫能國際組織、產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)流程等。第三至第五章對制氫、儲氫和輸氫的不同技術(shù)原理、特點(diǎn)做出簡要介紹的同時(shí)，分析對比了不同的技術(shù)思路，從可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面做了詳細(xì)闡釋。此外，還介紹了國內(nèi)外的前沿技術(shù)現(xiàn)狀、知名廠商和代表產(chǎn)品。第六章著重介紹了氫能的應(yīng)用，包括不同類型燃料電池的原理和特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場景、代表產(chǎn)品與廠商、不同應(yīng)用終端、配套設(shè)備等，并對氫加注、氫燃?xì)廨啓C(jī)、氫冶金化工等領(lǐng)域應(yīng)用和技術(shù)可行性進(jìn)行了分析探討。
本書由國家電投集團(tuán)氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心主任李連榮主編，氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心骨干技術(shù)人員參與編寫。在編寫過程中，國家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司及其他相關(guān)單位的專家提供了寶貴的技術(shù)意見，北京市科學(xué)技術(shù)委員會提供了大力支持，對此表示衷心的感謝。
限于編者水平，書中難免存在疏漏與不妥之處，敬請讀者批評指正，在此致以誠摯感謝。
本書編委會
2021 年12 月
章 氫能基礎(chǔ)知識
一、氫能源的主要特性是什么？
二、為什么說氫能是清潔低碳的能源？
三、氫與其他常見能源如何折算？
四、氫能主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？
五、氫能作為一種儲能手段有哪些優(yōu)勢？
六、電?C 氫?C 電儲能的整體能量效率是多少？
七、氫氣燃燒和爆炸的范圍分別是多少？
八、氫氣濃度檢測技術(shù)有哪些？
九、氫氣應(yīng)用是否安全？
十、氫脆的原理是什么？
第二章 氫能產(chǎn)業(yè)概況
十一、未來國際氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模如何？
十二、國際氫能先進(jìn)國家的發(fā)展策略是什么？
十三、主要的氫能國際組織有哪些？
十四、中國氫能市場未來有多大規(guī)模？
十五、發(fā)展氫能對實(shí)現(xiàn)我國碳中和目標(biāo)能作出多大貢獻(xiàn)？
十六、發(fā)展氫能對保障我國能源安全有什么意義？
十七、什么是電氫體系？
十八、氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括哪些環(huán)節(jié)？
十九、我國氫能標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)有哪些？
二十、我國氫能行業(yè)是否具備完備的標(biāo)準(zhǔn)體系？
第三章 制氫
二十一、全球制氫的總量是多少？氫的生產(chǎn)與消費(fèi)途徑分別是什么？
二十二、我國制氫的總量是多少？氫的生產(chǎn)與消費(fèi)途徑分別是什么？
二十三、制氫方式有哪些？分別有什么優(yōu)缺點(diǎn)？
二十四、灰氫、藍(lán)氫、綠氫分別指什么？
二十五、各種制氫方式的碳排放是多少？
二十六、副產(chǎn)氫的來源有哪些？
二十七、氫氣提純技術(shù)主要有哪些？
二十八、什么情況下綠氫比灰氫具有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢？
二十九、綠氫與藍(lán)氫相比是否有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢？
三 十、綠氫成本達(dá)到多少時(shí)與燃油相比具備經(jīng)濟(jì)性？
三十一、電解水制氫有哪些技術(shù)路線？
三十二、電解水制氫需要消耗多少水？
三十三、堿性電解水制氫的原理和特點(diǎn)是什么？
三十四、質(zhì)子交換膜電解水制氫的原理和特點(diǎn)是什么？
三十五、固體氧化物電解水制氫的原理和特點(diǎn)是什么？
三十六、電解水制氫的效率是多少？
三十七、PEM 電解水制氫的技術(shù)水平處于什么狀態(tài)？
三十八、我國PEM 電解水制氫裝備自主化水平如何？
三十九、光催化分解水制氫的原理是什么？
四 十、生物質(zhì)制氫的方法有哪些？
四十一、核能制氫的原理是什么？
四十二、海水可以用來制氫嗎？
第四章 儲氫
四十三、儲氫的主要方式有哪些？
四十四、不同儲氫方式的主要應(yīng)用領(lǐng)域/場景有哪些？
四十五、高壓氣態(tài)儲氫的原理和關(guān)鍵設(shè)備是什么？
四十六、國內(nèi)高壓氣態(tài)儲氫廠商有哪些？
四十七、什么是低溫液態(tài)儲氫？
四十八、氫液化有哪些生產(chǎn)工藝？
四十九、國內(nèi)外在液氫技術(shù)方面有沒有差距？
五 十、固態(tài)儲氫的原理是什么？
五十一、固態(tài)金屬儲氫的技術(shù)成熟度如何？
五十二、有機(jī)液態(tài)儲氫的原理是什么？
五十三、有機(jī)液態(tài)儲氫的技術(shù)成熟度如何？
五十四、大規(guī)模儲氫的技術(shù)路線有哪些？
五十五、氨是否可以成為解決氫能儲運(yùn)難題的關(guān)鍵技術(shù)？
五十六、甲醇是否可以成為綠氫的載體？
五十七、碳納米管儲氫技術(shù)是什么？
第五章 輸氫
五十八、氫能輸運(yùn)的方式主要有哪些？
五十九、長管拖車運(yùn)氫適合于哪些應(yīng)用場景？經(jīng)濟(jì)性如何？
六 十、液氫輸運(yùn)適合于哪些應(yīng)用場景？經(jīng)濟(jì)性如何？
六十一、管道輸氫有哪些技術(shù)難題需要解決？
六十二、天然氣摻氫是什么？
六十三、天然氣摻氫的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備是什么？
六十四、未來氫氣輸運(yùn)的發(fā)展方向是什么？
第六章 氫能應(yīng)用
六十五、什么是燃料電池？
六十六、燃料電池有哪些類型？
六十七、固體氧化物燃料電池的工作原理和結(jié)構(gòu)是什么？
六十八、質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理和結(jié)構(gòu)是什么？
六十九、燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵的工作條件有哪些？
七 十、燃料電池輔助系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)是什么？
七十一、燃料電池八大件是什么？
七十二、膜電極的結(jié)構(gòu)和制備方法是什么？
七十三、PEM 燃料電池催化劑有什么技術(shù)要求？
七十四、燃料電池質(zhì)子交換膜的作用和技術(shù)要求是什么？
七十五、為什么說碳紙是PEM 燃料電池關(guān)鍵的材料之一？
七十六、燃料電池雙極板有哪些類型？
七十七、我國有哪些燃料電池關(guān)鍵材料需打破國外壟斷？
七十八、燃料電池輔助系統(tǒng)有哪些主要設(shè)備？自主化和國產(chǎn)化情況如何？
七十九、燃料電池的應(yīng)用場景有哪些？
八 十、燃料電池的工作效率是多少？
八十一、質(zhì)子交換膜燃料電池對氫氣品質(zhì)的要求是什么？
八十二、國際上燃料電池產(chǎn)品的先進(jìn)水平是什么？
八十三、國際知名燃料電池企業(yè)有哪些？
八十四、國內(nèi)知名燃料電池企業(yè)有哪些？
八十五、燃料電池電堆與系統(tǒng)的價(jià)格是什么范圍？未來成本的預(yù)期是什么？
八十六、燃料電池汽車的原理與結(jié)構(gòu)是什么？
八十七、國際燃料電池汽車的代表性產(chǎn)品有哪些？
八十八、國內(nèi)燃料電池汽車的總數(shù)是多少？
八十九、國內(nèi)主要有哪些燃料電池汽車生產(chǎn)廠家？
九 十、國內(nèi)燃料電池汽車補(bǔ)貼政策是什么？
九十一、燃料電池汽車不同車型的市場占比是多少？
九十二、鉑資源是否足夠支撐氫燃料電池汽車的大規(guī)模應(yīng)用？
九十三、燃料電池汽車與鋰電池汽車相比的優(yōu)劣勢分別是什么？
九十四、燃料電池用于船舶有什么優(yōu)勢？有哪些案例？
九十五、燃料電池用于無人機(jī)有什么優(yōu)勢？有哪些案例？
九十六、國際和國內(nèi)已建成的和在建的加氫站數(shù)量是多少？
九十七、加氫站有哪些類型？
九十八、加氫站氫氣成本構(gòu)成有哪些？
九十九、加氫站主要包括哪些關(guān)鍵設(shè)備？
一〇〇、加氫站及關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化和自主化程度如何？
一〇一、國內(nèi)加氫站建設(shè)運(yùn)營的代表企業(yè)有哪些？
一〇二、氫燃機(jī)的工作原理和主要結(jié)構(gòu)是什么？
一〇三、氫燃料電池發(fā)電與氫燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電各自有何特點(diǎn)？
一〇四、氫燃料電池發(fā)動機(jī)與氫內(nèi)燃機(jī)各自有何特點(diǎn)？
一〇五、綠氫用于化工領(lǐng)域是否具備經(jīng)濟(jì)性？
一〇六、氫氣煉鋼是否可行？
參考文獻(xiàn)
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