《氫能百問》是一本問答類氫能技術普及讀物。本書通過問答的方式，結合國內外氫能發(fā)展現狀，詳細闡述了氫能基礎知識和氫能產業(yè)概況，系統(tǒng)分析了制氫技術、儲氫技術、輸氫技術與氫能應用技術，對各種技術的優(yōu)缺點、國產化情況、可行性、經濟性進行了客觀比較，對氫能發(fā)展方向、應用前景等進行了預測。另外，本書還對氫加注、氫燃氣輪機、氫冶金化工等領域應用和技術可行性進行了分析探討。
國家電力投資集團有限公司董事長、黨組書記錢智民，中國工程院院士彭蘇萍、鄭津洋及中國產業(yè)發(fā)展促進會氫能分會會長魏鎖聯袂推薦。
《氫能百問》從政策戰(zhàn)略、行業(yè)技術、產業(yè)現狀等各個角度，聚焦氫能基礎理論、專業(yè)技術與應用分析等多個方面，通過問答的形式，讓氫能這一熱點話題走進大眾視野，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、應用多元的能源形式，在我國經濟社會發(fā)展和能源綠色低碳轉型中具有重要的地位和作用，是實現碳達峰、碳中和目標的重要推動力。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)展氫能產業(yè)提升到國家戰(zhàn)略高度。氫能的研究與應用在我國也具有巨大戰(zhàn)略意義與迫切實際需求，我國氫能產業(yè)已進入一個飛速發(fā)展的階段。
國家和地方政府都高度重視氫能產業(yè)發(fā)展，我國已形成較為完整的氫能產業(yè)鏈，氫能關鍵核心技術自主化取得重要突破，新技術、新成果、新產品不斷涌現。我國氫能市場空間巨大，在氫能產業(yè)快速發(fā)展的同時，越來越多的從業(yè)人員進入這個行業(yè)，氫能相關話題也已經成為政府、社會、學術界和產業(yè)界廣泛討論的熱點。因此，國內對介紹氫能領域的技術、產業(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，遠不能滿足氫能從業(yè)人員的需求。
本書編寫團隊所在的國家電力投資集團是較早開始從事氫能研究的企業(yè)之一，初始就確立了堅持核心技術自主化、布局氫能全產業(yè)鏈的發(fā)展戰(zhàn)略，在制氫、燃料電池、氫儲運、氫加注等多個領域均開展了研發(fā)工作，并已掌握一系列自主化技術。同時，國家電力投資集團與多地政府合作，以戰(zhàn)略合作、示范項目等形式在全國多個地區(qū)協同發(fā)展氫能，在開展研發(fā)創(chuàng)新和氫能項目工作的實踐中，積累了豐富的氫能研發(fā)經驗和氫能產業(yè)信息，并對許多氫能問題進行了思考，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)、共同建構能源新格局的讀者提供一個技術與產業(yè)實踐結合的獨特視角，也真誠地希望能夠對有興趣了解氫能的讀者有所幫助。本書編寫團隊對國家電力投資集團在氫能領域的實踐經驗進行了總結和概括，同時參閱了大量相關的國內外書籍、文獻，也對多個公司、項目進行了實地走訪與調研，開展了大量的內部討論，廣泛吸取了意見建議，終形成了本書。
本書章對氫能基礎知識進行了介紹，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業(yè)概況，主要涉及氫能國內發(fā)展規(guī)模、各國戰(zhàn)略政策、氫能國際組織、產業(yè)環(huán)節(jié)和標準流程等。第三至第五章對制氫、儲氫和輸氫的不同技術原理、特點做出簡要介紹的同時，分析對比了不同的技術思路，從可行性、經濟性等方面做了詳細闡釋。此外，還介紹了國內外的前沿技術現狀、知名廠商和代表產品。第六章著重介紹了氫能的應用，包括不同類型燃料電池的原理和特點、關鍵技術、應用場景、代表產品與廠商、不同應用終端、配套設備等，并對氫加注、氫燃氣輪機、氫冶金化工等領域應用和技術可行性進行了分析探討。
本書由國家電投集團氫能產業(yè)創(chuàng)新中心主任李連榮主編，氫能產業(yè)創(chuàng)新中心骨干技術人員參與編寫。在編寫過程中，國家電投集團氫能科技發(fā)展有限公司及其他相關單位的專家提供了寶貴的技術意見，北京市科學技術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、氫能主要應用于哪些領域？
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、氫氣濃度檢測技術有哪些？
九、氫氣應用是否安全？
十、氫脆的原理是什么？
第二章 氫能產業(yè)概況
十一、未來國際氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)模如何？
十二、國際氫能先進國家的發(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)展氫能對實現我國碳中和目標能作出多大貢獻？
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、氫能產業(yè)鏈主要包括哪些環(huán)節(jié)？
十九、我國氫能標準制定機構有哪些？
二十、我國氫能行業(yè)是否具備完備的標準體系？
第三章 制氫
二十一、全球制氫的總量是多少？氫的生產與消費途徑分別是什么？
二十二、我國制氫的總量是多少？氫的生產與消費途徑分別是什么？
二十三、制氫方式有哪些？分別有什么優(yōu)缺點？
二十四、灰氫、藍氫、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、副產氫的來源有哪些？
二十七、氫氣提純技術主要有哪些？
二十八、什么情況下綠氫比灰氫具有經濟性優(yōu)勢？
二十九、綠氫與藍氫相比是否有經濟性優(yōu)勢？
三 十、綠氫成本達到多少時與燃油相比具備經濟性？
三十一、電解水制氫有哪些技術路線？
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是什么？
三十四、質子交換膜電解水制氫的原理和特點是什么？
三十五、固體氧化物電解水制氫的原理和特點是什么？
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用領域/場景有哪些？
四十五、高壓氣態(tài)儲氫的原理和關鍵設備是什么？
四十六、國內高壓氣態(tài)儲氫廠商有哪些？
四十七、什么是低溫液態(tài)儲氫？
四十八、氫液化有哪些生產工藝？
四十九、國內外在液氫技術方面有沒有差距？
五 十、固態(tài)儲氫的原理是什么？
五十一、固態(tài)金屬儲氫的技術成熟度如何？
五十二、有機液態(tài)儲氫的原理是什么？
五十三、有機液態(tài)儲氫的技術成熟度如何？
五十四、大規(guī)模儲氫的技術路線有哪些？
五十五、氨是否可以成為解決氫能儲運難題的關鍵技術？
五十六、甲醇是否可以成為綠氫的載體？
五十七、碳納米管儲氫技術是什么？
第五章 輸氫
五十八、氫能輸運的方式主要有哪些？
五十九、長管拖車運氫適合于哪些應用場景？經濟性如何？
六 十、液氫輸運適合于哪些應用場景？經濟性如何？
六十一、管道輸氫有哪些技術難題需要解決？
六十二、天然氣摻氫是什么？
六十三、天然氣摻氫的關鍵技術和設備是什么？
六十四、未來氫氣輸運的發(fā)展方向是什么？
第六章 氫能應用
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構是什么？
六十八、質子交換膜燃料電池的工作原理和結構是什么？
六十九、燃料電池系統(tǒng)關鍵的工作條件有哪些？
七 十、燃料電池輔助系統(tǒng)的主要結構是什么？
七十一、燃料電池八大件是什么？
七十二、膜電極的結構和制備方法是什么？
七十三、PEM 燃料電池催化劑有什么技術要求？
七十四、燃料電池質子交換膜的作用和技術要求是什么？
七十五、為什么說碳紙是PEM 燃料電池關鍵的材料之一？
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)有哪些主要設備？自主化和國產化情況如何？
七十九、燃料電池的應用場景有哪些？
八 十、燃料電池的工作效率是多少？
八十一、質子交換膜燃料電池對氫氣品質的要求是什么？
八十二、國際上燃料電池產品的先進水平是什么？
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)的價格是什么范圍？未來成本的預期是什么？
八十六、燃料電池汽車的原理與結構是什么？
八十七、國際燃料電池汽車的代表性產品有哪些？
八十八、國內燃料電池汽車的總數是多少？
八十九、國內主要有哪些燃料電池汽車生產廠家？
九 十、國內燃料電池汽車補貼政策是什么？
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有什么優(yōu)勢？有哪些案例？
九十六、國際和國內已建成的和在建的加氫站數量是多少？
九十七、加氫站有哪些類型？
九十八、加氫站氫氣成本構成有哪些？
九十九、加氫站主要包括哪些關鍵設備？
一〇〇、加氫站及關鍵設備的國產化和自主化程度如何？
一〇一、國內加氫站建設運營的代表企業(yè)有哪些？
一〇二、氫燃機的工作原理和主要結構是什么？
一〇三、氫燃料電池發(fā)電與氫燃氣輪機發(fā)電各自有何特點？
一〇四、氫燃料電池發(fā)動機與氫內燃機各自有何特點？
一〇五、綠氫用于化工領域是否具備經濟性？
一〇六、氫氣煉鋼是否可行？
參考文獻
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