郑津洋院士！氢车是氢能重要领域 中国需要氢能安全平台

郑津洋院士！氢能汽车是氢能的重要领域。

中国需要一个氢能安全平台。

目前全球氢能产业正处于示范应用阶段，大部分氢能技术仍处于示范或样机阶段。

郑津洋院士介绍了国家氢能产业顶层设计，对国内氢能产业的发展水平、阶段、技术难点、亟待解决的问题等业界关心的热点问题进行了详细解答。

氢能源产业，为产业提供指导。

　　1。

当前全球氢能产业整体处于示范应用阶段　　 对于全球氢能产业目前处于什么阶段的问题，郑院士表示：全球氢能产业目前处于示范应用阶段，大多数氢能技术仍处于示范或原型阶段。

例如液氢储存、固体氢储存、有机液氢储存、天然气管网掺氢、燃氢涡轮机、可应用于重型道路车辆的氢燃料电池等技术都在研究中。

示范阶段；而可应用于船舶、火车、飞机和其他应用的氢燃料电池技术正处于原型阶段。

　　提高氢能全产业链的技术经济性和市场竞争力是亟待解决的问题。

美国能源部预计今年氢能发展目标是：1公斤氢气的生产和运输成本将达到1美元；重型汽车燃料电池寿命为0小时，成本为80美元/kW；电解槽的寿命为80,000小时，成本为美元/千瓦。

如果氢气生产和运输的成本都能达到1美元/公斤，氢气将与天然气相比具有竞争力。

　　与国外相比，国内氢能产业发展水平如何？对此，郑院士认为，我国氢能产业总体处于世界第二方阵的前列，在变压吸附氢气提纯、大容量高压储氢等方面处于世界前列。

固态储氢和吨级以上供氢能力的加氢站建设；在北京冬奥会上，氢燃料电池汽车在应用规模、应用场景、支撑服务、管理创新等方面实现多项突破；北京大兴氢能科技园站日加氢能力达4.8吨，为全球最大。

总体而言，我国仍是氢能技术装备的进口国，一些关键材料、核心零部件、关键设备仍需进口，如碳纸、加氢枪、氢气流量计、氢气安全阀、液氢容器等等等　　2。

不断攻克氢气安全储运难题　　氢气储运是氢能技术的重要组成部分，安全问题至关重要。

郑院士在这方面进行了大量的研究。

氢气储存和运输有何难点？取得了哪些成果？目前的研究或计划的研究方向是什么？ 　　郑院士坦言，令他无法忘记的是，早在2000年，正是姜立军等老师带领他进入了储氢研究之门，并持续深入研究了20多年，才使得一些成就。

氢能应用的关键在于储氢技术，即如何实现安全、高效、经济的储氢。

他的团队在车载轻量化高压储氢技术研发方面也取得了一系列成果。

它开发了一种可以随车辆移动的高压氢气瓶。

需要考虑火灾、频繁快充、碰撞等极端使用条件下的安全性。

为此，其团队发明了一系列纤维缠绕复合材料高压氢气瓶性能预测方法，实现了高压氢气瓶的强度-寿命-耐火材料多维度协同设计与制造主导制定高压氢气瓶产品国家标准。

　　基于上述创新技术，成果转化落地也在有序推进。

郑院士牵头制定高压储氢重大国家标准9项，参与制定联合国全球技术规范UNGTR13等27项国家标准和5项国际标准，有力推动了科技进步。

行业进步和产业发展。

　　在丰田常熟加氢站，以及服务北京冬奥会的中石化北京清远街加氢站、王泉营加氢站，郑院士团队研发的98MPa高压储氢容器正在安全使用。

不仅体积达到1立方米，是世界上最大的，而且成本低廉。

同时，在线检漏功能也大大提高了容器的安全性。

研究成果已应用于整个氢能高压储运行业。

用户包括中国石化集团、中国国家能源集团、长城汽车、日本岩谷公司等国内外知名企业。

核心设备对我国加氢站建设和氢燃料电池汽车发展发挥着作用。

该技术发挥了不可替代的关键作用，荣获2016年国家科技进步二等奖。

　　郑院士团队目前的主要研究工作包括：承担国家重点研发项目——“安全性能测试研究”加氢关键部件技术与装备》；针对加氢站氢气泄漏、自燃、加氢关键部件断裂等突出问题。

，聚焦加氢关键部件安全性能测试，自主研发检测设备，制定技术标准，搭建检测平台，提供关键技术和检测设备支撑，确保加氢站安全　　关于临氢材料和它们在极端条件下使用。

关于实验研究，蒋丽君老师与郑院士进行了更深入、更专业的讨论。

氢能设备的安全性与材料的选择密切相关。

郑院士表示，他计划开发一种可以进行低压、中压、高压和超高压氢气操作的材料。

目前中国尚无此类标准或指南。

正在参与GB7-《氢气站设计规范》的修订工作。

许多问题需要紧急解决。

例如，需要了解低合金钢在什么条件下可以使用以及在什么条件下使用。

高合金钢？虽然美国国家航空航天局（NASA）发布了面向氢材料的选择指南，但该指南对于实际情况并不全面，因为它只给出了材料的定性氢相容等级，并没有给出生产的氢相容性等级。

设计计算所需的氢材料性能数据。

如果我们自己制定这样的指导方针，将对我国的氢能产业产生深远的影响。

由于目前所有的制氢设备和储氢设备都涉及材料选择问题，因此必须有科学的实验数据支持。

而且，考虑工业应用，材料价格也是必须考虑的重要因素。

　　氢气易燃、易爆、易泄漏。

为了保证氢气在超高压、低温等极端条件下的安全应用，相关的实验研究和标准必不可少，但普通实验室不具备实验条件。

。

姜立军老师认为，中国需要一个能够支撑整个国家氢能产业发展的国家氢能安全平台，而郑院士具备相应的能力和条件。

他建议郑院士参与国家相关平台建设，通过广泛深入的研究获取科学数据，为标准的制定提供支撑。

郑院士坦言，他们德清实验室的工作人员正在加班加点地进行实验工作。

他愿意迎接新的挑战，但也感到压力很大。

　　3。

加氢天然气运输已进行小规模示范　　关于氢气或加氢天然气的门到门管道运输，作为生活和生产的清洁能源是否可行？还存在哪些其他问题？ 　　针对上述问题，郑院士表示，目前已有小规模示范应用。

截至目前，荷兰、德国、法国、中国等国已启动了多个掺氢天然气管道运输系统应用示范项目。

2017年，在欧盟委员会的支持下，全球首次启动“NATURALHY”项目，将氢气注入高压天然气输送管道，通过分配管网输送至最终用户。

该项目系统研究了天然气管道掺氢对天然气输配和用户终端等整个系统的影响，为后续掺氢天然气管道运输系统示范应用项目创造了良好的开端。

2019年，英国启动“HyDeploy”项目，将氢气注入基尔大学专用天然气管网和英格兰北部天然气管网，为住宅、教学楼、企业等供气，并探索利用氢气氢气不会影响最终用户的安全或修改设备。

氢气掺入国家天然气网络的可行性。

2017年，澳大利亚启动“WSGG”项目，利用风能/光伏发电电解水制取氢气，并将部分氢气注入新南威尔士州杰梅纳天然气管网，为当地居民提供供暖。

　　国内掺氢天然气管道运输系统示范应用较少。

2018年，国家电投公司与浙江大学合作，在辽宁省朝阳市开展掺氢天然气管道关键安全技术验证示范项目。

开展电解水制氢——天然气掺氢——工业级民用用户能源供应示范工程，为未来做好准备。

通过管网输送氢气提供了经验。

　　目前氢气或掺氢天然气管道输送到户存在的主要问题是：管道及其焊接接头与纯氢/掺氢天然气、纯氢/掺氢天然气的兼容性天然气管道抗氢脆设计与制造技术、纯氢/掺氢天然气管道运行维护安全保障技术（如安全状态监测与评价技术、完整性管理技术等）缺乏纯氢/掺氢-掺杂天然气管道技术示范平台。

　　目前有些人认为天然气中氢气的混合量不超过10%就可以安全运输。

郑院士认为这种说法是不科学的。

天然气掺氢面临的主要安全问题是氢脆。

长期暴露在氢气中的材料容易出现塑性降低、疲劳裂纹率加快、断裂韧性降低等性能下降。

在某些情况下，可能会导致管道过早失效并危及管道。

网络安全运行。

掺氢天然气的实际运输条件较为复杂，且在混氢环境下，影响材料氢脆的因素较多，均与掺氢比例、掺氢成分有关。

天然气、应力状态、管网原始状态。

不能简单地用氢掺杂比例参数来判断氢掺杂能否安全运输。

　　4。

我国氢能产业布局同质化严重　　目前，我国中央和地方政府纷纷出台多种政策支持氢能产业发展，显得有些“仓促”。

政策支持应注意哪些问题？产业配套标准能否跟上技术发展？氢能产学研发展如何融合？ 　　郑院士认为，国家支持氢能发展是国家发展战略的需要，各级政府出台了一些支持政策值得肯定，但以下三个方面值得关注：　　1）同质化是著名的。

在政府推动市场发展的背景下，氢能发展规划大多聚焦于氢燃料电池汽车全产业链：氢源、加氢站、核心零部件企业、整车制造商。

事实上，没有龙头整车企业的地区和距离氢源较远的地区，并不适合全产业链发展氢燃料电池汽车；经济实力不强、产业基础不扎实的地区，不适合全产业链发展氢能。

氢燃料电池汽车只是氢能的一个重要应用领域。

氢能应从大系统、多应用角度布局。

　　2）重型电池和轻氢供应。

燃料电池和供氢系统是氢燃料电池汽车的两个核心部件。

财政部、工信部、科技部等五部委发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，仅涵盖电堆、膜电极、双极板、质子交换膜等基础材料和关键部件、催化剂、碳纸和空气压缩机。

推广过程中对组件进行综合评价，表现优异的可享受额外补贴。

也就是说，受益企业是拥有燃料电池关键零部件的企业，但不包括拥有供氢系统基础材料和关键零部件的企业，如高压氢气瓶、高压氢气阀门、高压储氢容器、抗氢脆/透氢材料等企业，这不利于产业发展。

　　3) 独立标准很少。

标准是促进产业稳定发展的基础条件。

郑院士非常重视标准的制定。

他认为标准的形成是技术成熟的重要标志。

国家标准大致可分为三类：第一类是以自主技术为核心的国家标准；第二类是不等同采用国际标准的国家标准；第三类是等同采用国际标准的国家标准。

我国的实际情况是，一类标准少，二、三类标准多。

标准制定面临的最大问题是缺乏数据和工程实践案例支持。

　　截至今年12月，全国氢能标准化技术委员会已组织制定氢能国家标准40项，其中已正式发布32项，正在制定8项。

相关标准基本涵盖通用基础、氢气质量、氢气安全、氢气制备、氢气储运、加氢和氢能应用等，为氢能产业规范发展提供重要支撑。

郑院士认为，现有的氢能标准体系是基于氢能交通应用，无法满足氢能大规模、多领域应用的需求。

迫切需要开发氢友好材料、可再生能源制氢以及安全、可靠、高效的氢能储存。

交通、电力、氢能系统等标准制定工作。