氢能是清洁优质的二次动力,氢能工业是战略性新兴工业和未来工业要点开展方向。有业界专家以为,我国氢能工业开展潜力巨大,绿色氢能乃至能够在未来全面代替化石动力系统。但我国现在“绿氢”产值还不到总制氢量1‰,“绿氢”的开展仍有一系列问题待破解。
工业开展潜力巨大
全球多国把氢能工业作为未来的开展要点。据不完全统计,到现在,已有三十余个国家拟定氢能开展的战略、方案或道路图。
据国际氢能委员会估计,到2050年氢能在全球动力总需求的占比将由现在的0.1%增至18%。
“氢能在交通范畴作为高品质热源,能够削减汽柴油消费;作为大规模、长周期、跨时节的储能办法,能够进步电力系统灵敏调理才能,促进大基地新动力电力集中外送;作为清洁化工原料和还原剂,以‘风景氢储’一体化、‘绿电-绿氢-绿氨(绿色甲醇)’一体化等办法,能够促进煤化工、石油化工及相关运用工业的深度脱碳,一同为新动力就地消纳供给解决方案。”我国国际经济交流中心动力政策研究部部长、研究员景春梅说。
本年3月,国家开展变革委、国家动力局联合印发了《氢能工业开展中长期规划(2021-2035年)》。《规划》清晰了氢能是我国未来国家动力系统的重要组成部分,氢能是用能终端完成绿色低碳转型的重要载体、氢能工业是战略性新兴工业和未来工业要点开展方向。
国际氢能燃料电池协会秘书长王菊表明,据研究机构猜测,估计到2060年,我国氢气年需求在1.3亿吨左右,终端动力消费占比约为20%,其间70%为可再生动力制氢。
“氢能除了在交通范畴的运用外,未来在工业、修建、发电及发热范畴有着宽广的运用空间。”王菊说。
“绿氢”是首要开展方向
业界专家遍及估计,可再生动力制氢,即“绿氢”,未来将成为氢能的首要开展方向。《规划》清晰要求,要点开展可再生动力制氢,严格控制化石动力制氢。
“未来运用可再生动力电力的电解水制氢,将成为氢气出产的首要途径。”北京清华工业开发研究院副院长付小龙以为,绿色氢能是我国工业零碳转型的首要途径,乃至能够全面代替化石动力系统。
“我国动力系统能够转变为以‘可再生动力+氢’为主的动力系统。氢作为零碳的化学动力和化工资料,与可再生动力发电一同,可为经济开展供给所需的电、热和资料,完成化石动力系统的全面代替。”付小龙说。
但是,到现在,全球氢气的出产制作仍然以化石动力制氢为主。依据国际动力署(IEA)的数据,2021年全球氢气产值到达9400万吨,与此相关的二氧化碳排放超越9亿吨,“绿氢”产值占比只要0.4‰。
我国国际经济交流中心常务副理事长张晓强在不久前举行的2022年我国氢能工业大会上介绍,我国是国际最大的制氢国,现在年制氢量达3300万吨,但“绿氢”占比不到1‰。
开展“绿氢”工业,需求破解一系列问题。首先是可再生动力发电量需求大幅增加。
付小龙算了一笔账,呵责可再生动力直接耦合制氢1亿吨,需求可再生动力发电5.5万亿度。而2020年我国可再生动力发电量仅有2.2万亿度。假定可再生动力发电量的25%用于制氢,那么未来为了满意制氢需求,我国的可再生动力发电量需求增加10倍。
到现在,“绿氢”的出产本钱仍然较高。景春梅介绍,现在电解水制氢的本钱为化石动力制氢的2-3倍,呵责是可再生动力发的电制氢,本钱会更高。
并且,大规模低本钱可再生动力制氢的技能道路并不清晰。业界专家介绍,碱性电解水(ALK)制氢短少规模化运用,难以习惯风景电力的间歇性和波动性;质子交流膜(PEM)制氢本钱高、关键技能和核心部件受制于人;阴离子交流膜(AEM)、固体氧化物电解水(SOEC)、光解水制氢、热化学循环水解制氢技能等还处于根底研制或试点演示阶段……
此外,景春梅介绍,现在输氢本钱在氢气终端价格中的比重高达40%-50%,成为氢能规模化开展的掣肘要素。
针对上述问题,景春梅主张,以“绿氢”为导向,鼓舞新动力大基地优先开展制氢工业;鼓舞化石动力和新动力优化组合,在化工、冶金等范畴逐渐完成“绿氢”对化石动力制氢的减量代替。
王菊主张,进步电解水制氢功率,进步氢源经济性;探究不同氢气运送办法的整合和优化办法;发明按需加氢、紧凑型移动加氢站等新式商业模式。