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未来能源消费占比接近四分之一的氢能正在经历什么?

日期:2022-02-09    来源:国际能源网/氢能汇  作者:王超

国际氢能网

2022
02/09
08:29
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关键词: 绿氢制备 可再生能源制氢 氢气运输

全球能源系统正加速进行低碳化转型,氢能作为清洁能源受到高度关注。欧盟、美国、德国、日本和韩国等纷纷发布了本国(地区)氢能产业中长期发展战略。在应对全球气候变化的背景下,对世界主要国家(地区)氢能战略展开分析,可为我国氢能战略的制定及实施提供借鉴。

多国将氢能列为能源转型的基石

多个国家(地区)将氢能产业定位为能源转型的重要基石。氢能具有独特的行业耦合属性。一是作为一种应用广泛的能源形式,其可为交通、工业直接提供能源动力。二是作为能量储存器,可实现与多类型能源(可再生能源、化石能源、核能)融合,根据供需关系实现灵活的能量储存,解决能源供需的时空平衡问题。三是作为工业生产和工业脱碳的重要基础原料,既可用于产品制备,亦可同工业生产捕集的CO2结合,转化为化工产品。

国际氢能委员会预测,2050年氢能将占全球能源消费总量的18%—24%,创造3000万个工作岗位和2.5万亿美元产值,减少CO2排放60亿吨。目前,欧盟、德国和韩国正积极推动氢能在重载运输业中的应用,美国和日本正加大氢能在工业和能源系统方面的应用。

在发展方向方面,各国氢能战略目标存在差异,但其主线均为通过提高制氢产能,扩大市场需求。欧盟、德国和日本瞄准绿氢制备,美国关注多资源制氢,包括化石燃料、生物质/废物资源、可再生资源和核能。

在发展路径方面,世界各国氢能战略的实施路径可概括为市场创造、技术示范和规模应用三个阶段。市场创造阶段以扩大制氢能力和氢能市场占比为目标,大力发展大型电解槽装置研发和应用,同步推进风能和太阳能产业发展,为绿氢制备奠定技术和资源基础。技术示范阶段以实现可再生能源大规模制氢为目标,发挥绿氢在保障电力系统稳定性中的重要作用。规模应用阶段以实现绿氢大规模应用为目标,覆盖航空、航运、工业、建筑等难脱碳、碳密集部门。

在科技创新方面,各国布局氢能全产业链,涵盖氢制备、氢储运和氢利用。

一是氢制备领域,可再生能源制氢已成为主流发展方向。欧盟明确其首要任务是扩大绿氢产能,将大型电解槽作为研发重点。此外,欧盟和德国高度关注海上风电同氢能产业融合,认为海上风电的跨越式发展将解决绿氢制备的能源需求和价格成本问题。

二是氢储运领域,日本聚焦于氢运输船舶领域,计划在全球范围率先实现商用,并出口相关设备和关键技术。德国和韩国推进供电、供热和天然气基础设施交叉融合,开展氢气专输管网建设和天然气—氢气混输管网改造。此外,美国关注化学氢载体储运方式技术研发,该技术可实现低压、常温下的大规模氢气运输

三是氢利用未来将集中在运输业、工业和能源系统三个领域。在运输业领域,美国、欧盟和德国侧重于重载运输业,积极推动氢燃料电池和氢能衍生合成燃料在航空、航海领域中的应用,日本和韩国注重氢燃料汽车市场推广。在工业领域,使用绿氢来减少和取代炼油、制氨以及生产甲醇、钢铁和水泥所需的灰氢或煤炭使用量。在能源供给领域,以氢能为基础的混合能源系统将成为未来重要的能源供给方式之一。美国提出了以氢能为基础的三类混合能源系统,即电网—可再生能源混合系统、化石—能源混合系统和核混合系统,以期在中长期/季节性储能、电网平稳服务、建筑/工业用能及化工品制备等方面发挥独特优势。

在政策措施方面,各国强调政策、科技和管理多方面系统合作,注重制定统一的标准、规范,确保产品质量及技术的一致性和互通性,以支撑氢技术在多部门、多领域、多场景中的推广应用。

在国际合作方面,各国高度重视氢能产业链国际化布局,积极推进伙伴级能源共同体建设。欧盟加强与邻国和非洲联盟开展绿氢制备合作,以实现稳定、持续的绿氢和可再生电力进口。随着全球氢能产业快速发展,氢及其衍生品的国际贸易将成为具有重大战略意义的地缘政治因素。

氢能发展需要四大政策支持

我国对氢能发展持积极态度,“十四五”国家重点研发计划启动了“氢能技术”重点专项。但与世界氢能先发国家相比,我国仍需在以下四个方面完善政策。

第一,加快国家层面氢能发展战略制定。成立国家层面指导机构,明确氢能在我国能源体系中的定位,确定氢能产业发展目标、思路、重点及政策举措。

第二,系统部署氢能全产业链科技攻关和示范应用。我国氢能产业科技创新既要全局部署,关注全产业链关键技术,同时也要聚焦我国优势领域深度研发,确保核心技术的国际引领地位。

第三,注重研判氢能产业的金融贸易和地缘政治属性。加强“氢能潜力分布图”评价分析,识别国际氢气供需潜力,明确国内外技术发展优势,为国内层面细化氢能产业链区域布局、国际层面开展关键技术联合攻关和国际贸易合作提供支撑。通过扩大氢能国际市场份额、掌握核心关键技术、制定国际标准规则、构建亚洲氢能市场等举措,推动我国氢能产业国际化发展。

第四,系统推进以氢能为基础的能源系统整合战略。注重氢能产业同其他能源产业的耦合关系和联动属性。以氢能作为能源转型催化剂,加速同可再生能源及核能等清洁能源协同发展,系统规划氢能产业布局及能源系统整合战略。

来源:科技日报

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