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            氢能,现代能源体系新密码

            来源:国家能源局 | 作者:国家能源局 | 2022年5月17日() | 打印内容 打印内容

            近年来,我国氢能产业发展迅速,基本涵盖了氢气制—储—输—用全链条。

            氢能产业链的上游为制氢,我国是世界第一产氢大国,氢气产能约3300万吨。根据制取过程的碳排放强度,氢被分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”;仪馐侵竿ü剂先忌詹那馄,在生产过程中会有大量二氧化碳排放;蓝氢是在灰氢的基础上,应用碳捕集和封存技术,实现低碳制氢;绿氢是通过太阳能、风力等可再生能源发电进行电解水制氢,在制氢过程中没有碳排放。目前,我国氢气制取以煤制氢方式为主,占比约80%。未来,随着可再生能源发电成本持续降低,绿氢占比将逐年上升,预计2050年将达到70%。

            氢能产业链的中游是氢储运,高压气态储运技术已商业化,是最为广泛的氢能储运方式。长管拖车运输灵活性高,适用于短距离、小体量输氢;液氢存储和固态储氢无需压力容器,运输便捷,是未来实现大规模氢能储运的方向。

            氢能产业链下游为氢的综合应用,氢气作为一种工业原料可广泛应用于石油、化工、冶金、电子、医疗等领域,此外,氢气还可通过氢燃料电池或氢内燃机转化为电能和热能,可覆盖社会生产生活的方方面面。到2060年,我国氢能需求预计达1.3亿吨,其中工业需求占主导地位,占比约60%,交通运输领域将逐年扩大规模达到31%。

            氢能的开发与利用正在引发一场深刻的能源革命

            氢能在交通、工业、建筑和电力等诸多领域均有广阔应用前景。

            在交通领域,公路长途运输、铁路、航空及航运将氢能视为减少碳排放的重要燃料之一。现阶段我国主要以氢燃料电池客车和重卡为主,数量超过6000辆。在相应配套基础设施方面,我国已累计建成加氢站超过250座,约占全球数量的40%,居世界第一。根据北京冬奥组委公布的数据,本届冬奥会示范运行超1000辆氢燃料电池汽车,并配备30余个加氢站,是全球最大规模的一次燃料电池汽车示范应用。

            目前我国氢能应用占比最大的领域是工业领域。氢能除了具有能源燃料属性外,还是重要的工业原料。氢气可代替焦炭和天然气作为还原剂,可以消除炼铁和炼钢过程中的绝大部分碳排放。利用可再生能源电力电解水制氢,然后合成氨、甲醇等化工产品,有利于化工领域大幅度降碳减排。

            氢能与建筑融合,是近年兴起的一种绿色建筑新理念。建筑领域需要消耗大量的电能和热能,已与交通领域、工业领域并列为我国三大“耗能大户”。利用氢燃料电池纯发电效率仅约为50%,而通过热电联产方式的综合效率可达85%——氢燃料电池在为建筑发电的同时,余热可回收用于供暖和热水。在氢气运输至建筑终端方面,可借助较为完善的家庭天然气管网,以小于20%的比例将氢气掺入天然气,并运输至千家万户。据估计,2050年全球10%的建筑供热和8%的建筑供能将由氢气提供,每年可减排7亿吨二氧化碳。

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