我國(guó)擁有全球規(guī)模較大、門類較全的工業(yè)生產(chǎn)體系,擁有豐富的可再生能源資源,在“雙碳”目標(biāo)的背景下,工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒂写笠?guī)模應(yīng)用氫能的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)階段,氫燃料電池汽車的發(fā)展依賴于有關(guān)部門的補(bǔ)貼和支持。根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況,未來(lái)幾年氫能在交通領(lǐng)域的發(fā)展仍遵循商用車先發(fā)展,乘用車后發(fā)展的趨勢(shì)。隨著技術(shù)的突破和產(chǎn)業(yè)規(guī)?；瘞?lái)成本下降,氫燃料電池在重卡、重型工程機(jī)械、船舶、航空等領(lǐng)域的市場(chǎng)化進(jìn)程將進(jìn)一步加快,氫能、電池等儲(chǔ)能方式可提供不同時(shí)間尺度上的儲(chǔ)能方案,保障消納的前提下實(shí)現(xiàn)可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用。據(jù)預(yù)測(cè)到2060年,氫能在終端能源消費(fèi)中將達(dá)到20%,工業(yè)與交通仍是用氫的主要領(lǐng)域,其中,工業(yè)領(lǐng)域用氫約占60%,交通領(lǐng)域約占30%。綠氫制取成本目前較高，這制約了綠氫大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。廣東綠色氫水杯
用綠氫代替灰氫作為化工原料，是實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)深度脫碳的重要途徑。此外，綠氫還能幫助解決可再生能源發(fā)電過(guò)剩困境，化解棄風(fēng)、棄光、棄水等現(xiàn)象，提高可再生能源的利用率，可寬泛用于交通、建筑和工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。不過(guò)，高昂的生產(chǎn)成本制約了綠氫的大規(guī)模發(fā)展。據(jù)國(guó)際能源署報(bào)告，綠氫價(jià)格目前為每千克3.5至5歐元，遠(yuǎn)高于灰氫的每千克1.5歐元。未來(lái)，綠氫的成本下降不只有賴風(fēng)電、光伏等行業(yè)的降本增效，還要依靠以電解槽為表示的全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)進(jìn)步。隨著產(chǎn)能擴(kuò)大、輸配基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快，氫能產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模效應(yīng)將日益明顯，這也將促進(jìn)更多研發(fā)力量參與其中，從而大幅降低成本，推動(dòng)綠氫的進(jìn)一步普及。上海吸氫機(jī)價(jià)格綠氫的主要制取方法有結(jié)合可再生能源的電解水制氫、光催化分解制氫、熱化學(xué)法制氫、生物制氫等。
氫氣是較清潔的二次能源,兼具燃料、儲(chǔ)能、化工原料等多種屬性,在電力、交通、建筑、化工等多個(gè)行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用空間。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于綠氫應(yīng)用技術(shù)的理論探索與實(shí)踐案例主要聚焦于儲(chǔ)能領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域(綠氫煉鋼、綠氫化工、天然氣摻氫)、交通運(yùn)輸領(lǐng)域(燃料電池汽車、重型工程機(jī)械、船舶)、建筑領(lǐng)域(微型熱電聯(lián)供、管道摻氫)等。由于可再生能源電解制氫技術(shù)尚未大規(guī)模推廣,氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)不成熟,配套設(shè)施不完善,“綠氫”產(chǎn)能較小,不能大規(guī)模發(fā)展。氫能的應(yīng)用以就近消納為主,多局限于傳統(tǒng)化工生產(chǎn)領(lǐng)域。
綠氫預(yù)計(jì)將在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。但我們需要正視其面臨的一些障礙。了解這些障礙，我們才能在制定政策時(shí)有明確的目標(biāo)。首先是運(yùn)輸氫的專門使用的基礎(chǔ)設(shè)施仍然缺失，然后是氫能在終端應(yīng)用場(chǎng)景依然存在挑戰(zhàn)，比如公眾缺乏對(duì)綠色工業(yè)產(chǎn)品的需求，而在航運(yùn)中使用氫和綠色氨，也存在一定的技術(shù)壁壘。不過(guò)較關(guān)鍵的障礙是綠氫和綠色產(chǎn)品的高成本。綠氫的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，是化石燃料和高碳?xì)洹Ｔ?020年，電解槽的投資成本約為750美元/千瓦，可再生能源的價(jià)格也達(dá)到了歷史較低水平，降至20美元/兆瓦時(shí)，但綠氫的成本仍將在4-6美元/千克左右或更高。而相比之下，灰氫的成本只為為1-2美元/千克。因此，政策制定者將扮演必要的角色，幫助綠氫變得更具競(jìng)爭(zhēng)力，并解決所有面臨的問(wèn)題。綠氫利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電，再電解水生產(chǎn)氫氣，成本較高。
綠氫是一種能源載體，可用于許多不同的應(yīng)用，然而，它的實(shí)際用途仍然非常有限。每年全球生產(chǎn)約1.2億噸氫氣，其中三分之二為純氫，三分之一為與其他氣體的混合氣體。氫氣產(chǎn)出主要用于原油提煉以及合成氨和甲醇，兩者合計(jì)共占純氫和混合氫需求的近75%。目前，氫氣生產(chǎn)主要以天然氣和煤炭為基礎(chǔ)，兩者合計(jì)占產(chǎn)量的95%。電解法生產(chǎn)的氫氣約占全球氫氣產(chǎn)量的5%，是氯氣生產(chǎn)的副產(chǎn)品。目前，還沒(méi)有利用可再生資源大量生產(chǎn)氫氣，綠氫只限于示范項(xiàng)目。氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是氫氣高效利用的關(guān)鍵,也是制約氫氣大規(guī)模發(fā)展的重要因素。廣東綠色氫水杯
由于綠氫的生產(chǎn)受到零碳能源可用性的限制，它只能在很短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行。廣東綠色氫水杯
用綠氫代替灰氫作為化工原料，是實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)深度脫碳的重要途徑。此外，綠氫還能幫助解決可再生能源發(fā)電過(guò)剩困境，化解棄風(fēng)、棄光、棄水等現(xiàn)象，提高可再生能源的利用率，可寬泛用于交通、建筑和工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。不過(guò)，高昂的生產(chǎn)成本制約了綠氫的大規(guī)模發(fā)展。據(jù)國(guó)際能源署報(bào)告，綠氫價(jià)格目前為每千克3.5至5歐元，遠(yuǎn)高于灰氫的每千克1.5歐元。目前，穩(wěn)定、快速、大批量制取綠氫的技術(shù)路線主要為電解水，具體可以分為堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水和固體氧化物電解水三類。堿性電解水是當(dāng)前的主流技術(shù)，需要保證兩個(gè)電極的壓力均衡，以防止氫氧混合產(chǎn)生危險(xiǎn)，因此難以與具有快速波動(dòng)特性的可再生能源發(fā)電配合；質(zhì)子交換膜電解槽在運(yùn)行中具有更好的靈活性和反應(yīng)性，但需要鉑和銥等貴金屬，未來(lái)需進(jìn)一步降低貴金屬使用量或發(fā)掘成本低廉的催化劑；固體氧化物電解水制氫技術(shù)具有更高的理論效率，但仍處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段，且其對(duì)高溫?zé)嵩吹男枨罂赡軙?huì)限制在商業(yè)應(yīng)用階段的經(jīng)濟(jì)可行性。廣東綠色氫水杯
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