• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
为什么氢能在我国能源转型中扮演着重要角色?

提问者认为标题已经详细的描述了问题的所有要点,
所以没有再添加更多内容。

请先 登录 后评论
匿名 提出于2020-10-20
1 关注
0 收藏
1188 浏览

1 个回答

煤科总院出版传媒集团新媒体-

  1.截至目前,多国政府都已出台氢能及燃料电池发展战略路线图,日本、德国等国家更是将氢能规划上升到国家能源战略高度。日本政府提出了建设“氢能社会”的宏伟战略,于2017年12月出台《氢能源基本战略》,旨在全球率先实现“氢社会”,以实现社会低碳发展目标和寻求日本经济新的增长点;韩国政府将氢能作为三大战略投资重点之一,于2019年1月发布了“氢能经济发展路线图”,明确了面向2040年的氢能发展目标、战略及重点任务;美国、德国等发达国家都已认识到氢能在未来能源系统乃至社会系统中的地位和作用,竞相开始抢占产业链各个环节的技术制高点,力争使本国在此轮氢能变革中占得先机。国际氢能委员会、国际能源署、麦肯锡等研究机构,对于氢能发展的前景都普遍看好。其中,据国际氢能委员会预计,到2050年氢能可以满足全球一次能源总需求的12%,氢能及氢能技术相关市场规模将超过2.5万亿美元。

  2.据莫尼塔研究分析,2017年我国氢气消费量超过2500万t,基本全部用于工业。其中,生产合成氨用氢占比为37%、甲醇用氢占比为19%、炼油用氢占比为10%、直接燃烧占比为15%。在合成氨和甲醇生产过程中,需要使用氢气与氮气或一氧化碳发生反应,而氢气则由煤炭、天然气等化石能源制成。在炼油过程中,需要使用氢气对油品进行加氢裂化、加氢精制等处理,以获得更多高附加值产品。此外在发电行业、食品加工行业、电子器械制造业等行业,也会使用氢气作为生产原料或保护气。总之,工业领域主要将氢气作为原料来使用,而并非能源,氢气扮演的依旧是工业原料的角色。

  3.氢气可作为高效低碳的二次能源。氢气本身是一种高能源密度的二次能源(单位质量),同时也具有较强的电化学活性、可通过燃料电池进行发电。因此氢气可应用于燃料电池汽车从而替代传统燃油汽车,节约石油消费;也可以用于家用热电联产,减少电力和热力需求;还可以直接将氢气掺入到天然气管网直接燃烧。此外,氢燃料电池还可被用作备用应急电源,在维护公共安全领域发挥影响力,未来随着5G基站和大数据中心的建设,氢能备用应急电源的应用场景将进一步扩展。

  4.氢气可作为灵活智慧的能源载体。通过电解水制氢技术及氢气与其他能源品种之间的转化,可提高可再生能源的消纳、提供长时间储能、优化区域物质流和能量流,进而建立多能互补的能源发展新模式。

  在区域电力冗余时,可通过电解水制氢将多余电力转化为氢气并储存起来;在电力和热力供应不足时,氢气可以通过电化学反应发电、热电联供、直接燃烧等方式来实现电网和热网供需平衡。氢气可以以5%~20%的比例掺入天然气管网,成为天然气的替代能源,还可与二氧化碳发生烷基化反应制成甲烷。除此之外,电解水制氢可以协同生产氢气和氧气,后者是很好的化工原料和燃烧介质。

attachments-2020-10-Gl7X0xGI5f8e4256c5bf4.jpg

围绕氢能的多能互补模式示意

  5.氢气可作为绿色清洁的工业原料。国际能源署、麦肯锡等机构都认为氢能将实现工业部门的深度脱碳,主要方式为应用氢能革新型工艺,可以大规模使用“绿氢”替代“灰氢”(即由焦炉煤气、氯碱尾气等工业副产气制取的氢)。氢气直接还原铁是氢能革新型工艺的典型代表,该工艺使用氢气作为还原剂,将铁矿石直接还原为海绵铁,之后进入电炉炼钢,从而节省了焦炭的使用、减少了因原料带来的二氧化碳排放。“绿氢”替代“灰氢”是使用来自可再生能源的氢气,来替代合成氨、甲醇生产过程中的化石能源制氢,进而实现深度脱碳。

参考文献:《氢能在我国能源转型中的地位和作用》

发布于 2020-10-20 09:51
0
请先 登录 后评论

主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2022 煤炭科学研究总院出版传媒集团 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联