新エネルギー水素製造技術と水素燃料電池技術がホットスポットになっている

Polaris Energy Storage Network：水素エネルギーは環境に配慮した効率的な二次エネルギー源です。幅広いエネルギー源、高い燃焼値、クリーンで無公害、保管可能、さまざまなエネルギー源との変換が容易であるという利点があります。これは、将来のセクションでのクリーンエネルギーの重要な要素です。世界的に見て、重要な技術革新である水素燃料電池車は、水素エネルギーの大規模な商用利用にとって徐々に重要な分野になりつつあります。中国の水素エネルギー開発は、実証と応用の初期段階にあり、輸送における新エネルギー消費と炭素排出削減の将来において重要な役割を果たすでしょう。

新エネルギー水素製造技術と水素燃料電池技術がホットスポットになっている

水素エネルギーは、高発熱量、豊富な埋蔵量、多様なエネルギー源、幅広い用途、およびさまざまな利用形態を備えた、環境に配慮した効率的な二次エネルギー源です。水素エネルギー産業チェーンには、水素の生産、水素の貯蔵と輸送、および水素が含まれます。水素生産に関しては、2017年の世界の水素生産は6000万トンを超え、その96％は化石燃料によるものであり、そのほとんどが天然ガスと灯油を使用して水素を生産しています。電解水は水素の4％しか生成せず、水素生成コストは高くなります。化石燃料は2倍以上の水素を生成します。現在、水から水素を生成するための再生可能エネルギーの使用は、新しいホットスポットになっています。水素の貯蔵・貯蔵に関しては、水素と耐圧性の高い25〜35MPaの水素貯蔵タンクが一般的に使用されており、70MPaは実証段階にあります。水素輸送の主な方法はパイプライン輸送です。マッキンゼーのデータによると、2017年末現在、米国では2,400キロメートル、ヨーロッパでは1,500キロメートルを含む、4,284キロメートルの水素パイプラインが世界中に敷設されています。水素に関しては、そのほとんどが産業部門に限定されています。その主な用途は化学工業の原料であり、そのうち60％はアンモニア合成に使用され、38％は石炭の精製と深層処理に使用されます。水素燃料電池車の用途は少ないですが、急速に発展しています。 2017年末までに、主に米国、日本、ドイツで6,000台以上の水素燃料電池車と286台の水素燃料電池ステーションが稼働しました。

水素は多くの国のエネルギーシステムの重要な部分になっています。

水素エネルギーは、低炭素で効率的なクリーンエネルギーです。地球温暖化防止の加速に伴い、水素エネルギー開発の緊急の必要性があり、市場空間も非常に広いです。現在、先進国は強力な水素と燃料電池の支援政策を導入しています。最も活発で最も反応の良いのは、日本、欧州連合、米国です。中国、韓国、ブラジル、カナダ、その他の国々も展開しています。

米国は水素エネルギー開発のパイオニアです。 1970年、水素エネルギー技術の開発が始まりました。 2002年、ブッシュ政権は米国における水素エネルギー開発のロードマップを策定し、水素エネルギー産業の発展を加速するための一連の法律と規制を発行しました。 2008年の金融危機以来、オバマ政権は水素エネルギー部門への財政支援を減らし、クリーンエネルギーや電気自動車などの比較的クリーンな技術をサポートし、短期的には景気回復につながる産業に目を向けました。水素エネルギーの開発に一定の影響を及ぼします。 2014年、米国は「包括的エネルギー戦略」を公布し、輸送変革における水素エネルギーの主導的役割を再定義しました。 2017年には、引き続き30の水素エネルギープロジェクトの建設を支援し、水素エネルギー業界の大きな進歩を促進すると発表しました。米国エネルギー省の統計によると、2016年、米国の水素エネルギー産業は約16,000人の雇用を創出し、3,500台以上の水素燃料電池車と60の水素燃料ステーションがありました。

日本は、水素エネルギー社会の構築に努め、国の水素エネルギー基本戦略を策定し、2050年までに水素エネルギー社会建設の目標と具体的な行動計画を決定し、東京オリンピックで水素エネルギーバスを完全に採用することを計画している。日本政府は自動車産業メーカーと協力して水素燃料電池車を開発してきました。 2017年末までに日本の水素燃料電池車は2,000台を超え、世界最大の水素燃料電池車市場となった。 2020年までに日本で使用できる水素エネルギー燃料電池車は4万台、2025年には20万台、2030年には80万台になる予定です。広く使われている900台の水素燃料電池車が水素化サービスを提供します。

ドイツのハンブルク市は、「明日のエネルギー世界への窓」と呼ばれる壮大な水素エネルギー実証アプリケーションプロジェクト「HyCity」を立ち上げました。このプログラムは、水素製造、輸送、貯蔵、燃料電池アプリケーションの水素エネルギー産業チェーン全体を対象としています。ドイツは、風力発電、電気分解水水素製造、高圧水素貯蔵、燃料電池発電技術を統合した水素エネルギー応用技術の開発に取り組んでおり、多くの水素エネルギー実証応用センターを設立しています。たとえば、ENERTRAG Energyが建設した水素エネルギー実証プロジェクトは、総定格電力700 kWの燃料電池発電所で、年間16GWhの発電が可能で、4,000世帯の電力需要に対応できます。

水素エネルギーの役割と水素燃料電池車の開発を制限する要因

将来的には、水素エネルギーは風力エネルギーや太陽エネルギーなどの新技術を共同で推進し、炭素排出量の削減やエネルギー変換を促進する上で重要な役割を果たし、エネルギーシステムの重要な部分となるでしょう。国際水素エネルギー評議会は、水素エネルギー需要は現在の2050年の10倍であり、最終エネルギー消費量の15％以上を占め、世界の二酸化炭素排出量削減に20％貢献すると予測しています。

安全性と高コストは、水素燃料電池車の開発を制限する主な要因です。安全性の観点から、水素燃料電池車の安全性は向上し続けています。トヨタ自動車は、高強度炭素繊維をベースにした水素貯蔵タンクと高性能センサーを搭載することで、水素燃料の漏れによる爆燃のリスクを低減しています。コストの観点から、水素燃料電池車は将来的に大きなコスト削減スペースを持っています。 2016年末時点で、水素燃料電池車の総コストは、燃料車の約2.1倍、純粋な電気自動車の1.6倍、燃料電池システムの半分でした。近年、トヨタ自動車は技術革新により燃料電池システムに使用する白金金属の使用量（車両全体の約半分）を継続的に削減し、これにより水素燃料電池車のコストを過去80％近く削減しました。 10年。 IEA（国際エネルギー機関）は、2030年と2050年までに、水素燃料電池車のコストは現在よりもそれぞれ44％と55％低くなり、燃料車のコストに近づくと予測しています。 2030年には、世界の水素燃料電池車が全車両生産の3％を占め、2050年には約15％に増加し、3億台以上の水素燃料車が稼働する予定です。開発段階、技術の成熟度、コスト動向などを考慮すると、電気自動車は今後も新エネルギー車の最先端技術であり続けるでしょう。水素燃料電池車は、水素化時間が短く、航続距離が長いなどの技術的メリットを発揮することで、公共交通機関やバスなどで多用されます。車両分野は広く使われています。

中国の水素エネルギー産業の発展状況と中国における水素エネルギーの将来の応用

中国の水素エネルギー産業はまだ実証と応用の初期段階にあり、先進国とは大きなギャップがあります。 2011年以来、中国は水素エネルギーおよび燃料電池産業の発展を導き、奨励するための一連の政策措置を次々と発表してきました。 2017年以降、中国のさまざまな場所でも、独自の開発に適した水素エネルギー支援政策が導入され始めています。上海は2017年に燃料電池車の開発を主導しました。それ以来、武漢と蘇州は水素エネルギー産業計画を次々と発表してきました。現在、中国の水素の石炭化学生産は世界初ですが、燃料電池技術の研究開発、水素エネルギーの主要材料および装置の製造などでは、基礎研究開発およびコア技術への投資が不十分であり、水素エネルギー産業の発展は一般的に先進国に遅れをとっています。 2017年末現在、中国で稼働している水素燃料電池車は300台未満であり、水素燃料電池ステーションは7つしかありません。新エネルギー水素製造プロジェクトはゆっくりと進んでいます。最近、National Energy Investment Corporationは、State Grid、China CRRC、Baowu Iron and Steel、China FAW、50以上など、10以上の国営企業を含む、中国の水素エネルギーおよび燃料電池業界のイノベーション戦略的提携の設立を主導しました。中国水素産業のレイアウトを加速することを目的とした提携ユニット。

中国は、国の戦略的新興エネルギーの重要な部分として、水素エネルギーと産業用途の開発を加速しています。将来的には、中国の水素エネルギーは輸送の削減と電気エネルギーの代替に重要な役割を果たすでしょう。まず、電気自動車を補完し、運輸部門の炭素排出量削減を共同で推進します。国家計画は、2020年までに特定の地域の公用車に5,000台の水素燃料電池車の実証アプリケーションを実現し、100台の水素燃料補給ステーションを建設することを明確にしています。 2030年に100万台の水素燃料電池車の商用利用を実現し、1,000台の水素ステーションを建設。二つ目は、水素エネルギー発電システムの構築です。 Lazard Consultingの統計によると、2016年の水素燃料電池発電システムのコストは0.74〜1.16元/ kWhであり、すでに一定の市場競争力を持っています。今後は、家庭用コージェネレーションのニーズに応え、家庭の電化プロセスを促進し、電気エネルギーの代替を促進するために、ユーザー側での小規模水素燃料電池分散型電源システムの適用を促進していきます。

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