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發(fā)展氫能源可能是中國實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵!
作者:官方 來源:氫啟未來網(wǎng) 所屬欄目:市場動態(tài) 發(fā)布時間:2021-08-17 16:07
[ 導讀 ]氫能清潔,可儲存,燃燒后除水蒸氣外無尾氣排放,它不產(chǎn)生二氧化碳,是21世紀清潔高效的“明星”能源。但是大多數(shù)氫能在生產(chǎn)過程...

氫能清潔,可儲存,燃燒后除水蒸氣外無尾氣排放,它不產(chǎn)生二氧化碳,是21世紀清潔高效的“明星”能源。但是大多數(shù)氫能在生產(chǎn)過程中仍然產(chǎn)生導致氣候變化的二氧化碳,在世界各地,超過95%的氫能是使用含碳的化石燃料生產(chǎn)的。因此,在排氣管避免的排放被轉(zhuǎn)移到上游的生產(chǎn)過程。

為了制造低碳氫,有兩種選擇。生產(chǎn)氫的二氧化碳排放可以通過碳捕獲和存儲技術(shù)來減少,也可以使用可再生電力——通常被稱為可再生氫或綠色氫。

低碳氫是目前世界各國的一項重要倡議,特別是在世界上最大的氫能生產(chǎn)國之一的中國。2019年中國的產(chǎn)量約為2000萬噸,2020年全球氫氣產(chǎn)量約為7200萬噸,在這么多生產(chǎn)的氫中,更少的是可再生能源氫,其余的氫來自化石能源(70- 80%)和工業(yè)副產(chǎn)品(超過20%)。

根據(jù)中國《2020年氫氣工業(yè)發(fā)展報告》,到2025年,利用可再生能源生產(chǎn)氫氣的比例將從大約1.0%提高到5.0%,到2030年將提高到10%。

因此,雖然最理想的可再生能源氫——“綠色”氫——要到2030年以后才能大量供應(yīng),但從現(xiàn)在到那時,我們可以獲得有用的經(jīng)驗,現(xiàn)在是開始構(gòu)建氫的工程代碼、基礎(chǔ)設(shè)施和用途的好時機。

發(fā)展氫能源可能是中國實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵!

低碳氫的碳捕獲、利用和儲存作用。在我國,根據(jù)相關(guān)調(diào)研,制氫原料超過90%均來源于對傳統(tǒng)能源的化學重整。其中,48%來自于天然氣重整、30%來自于醇類重整、18%來自于焦爐煤氣重整,僅有約 4%來自于電解水。

以天然氣重整為例,天然氣制氫成本主要由天然氣、燃料氣和制造成本構(gòu)成,其中天然氣價格是最主要因素,占73.4%。燃料氣是成本的第二因素,占13.7%。當天然氣價格為1.67元/m3,天然氣制氫成本為0.87元/m3;天然氣價格為2.52元/m3,氫氣成本為1.15元/m3。

氫可以以最具成本效益的方式獲取,然后轉(zhuǎn)換為最具環(huán)境效益的方法。綠色氫可以釋放約8.0%的全球能源需求,每公斤氫的生產(chǎn)成本為2.5美元。如果氫氣價格降至每公斤1.80美元,到2030年將釋放高達15%的全球能源需求。低碳氫可以成為一種過渡燃料,它將避免資產(chǎn)擱淺,并為世界轉(zhuǎn)向一種新的能源傳遞方式做好準備,這種方式既環(huán)保又經(jīng)濟。這種方法也符合氣候科學,氣候科學表明,今天的早期行動比以后的更大規(guī)模的響應(yīng)要好得多。

制氫過程中的碳捕集、利用和儲存也備受關(guān)注,目前比電解制氫更經(jīng)濟。它還可能為轉(zhuǎn)向低碳氫經(jīng)濟提供一個早期機會。利用碳捕獲技術(shù)的低碳氫的早期可用性將確保下游氫基礎(chǔ)設(shè)施在電解綠色氫具有成本效益時準備就緒。

中國擁有完善的煤炭開采基礎(chǔ)設(shè)施,但缺乏廉價的國內(nèi)天然氣。碳捕集技術(shù)可以實現(xiàn)化石燃料氫的脫碳,實現(xiàn)氫經(jīng)濟,在中短期內(nèi)減少二氧化碳排放。

雖然綠色氫的生產(chǎn)和消費是一個長期目標,但碳捕集正變得更加可行,并可能成為氫經(jīng)濟擴張的偉大加速器。

低碳氫的趨勢是什么:近期,現(xiàn)有的氫供應(yīng)、營銷和利用系統(tǒng)相對成熟和穩(wěn)定。另一方面,由于成本高,碳捕集技術(shù)在五年內(nèi)不會商業(yè)化和普及。因此,目前的制氫結(jié)構(gòu)在不久的將來不會有太大的改變。

每年約200萬噸的低碳氫供應(yīng)增量,無法通過發(fā)展可再生能源氫來填補??稍偕鷼渲荒苎a充大約40%的增量。因此,在短期內(nèi),化石能源(特別是煤炭)制氫仍將是中國的主導能源,推廣碳捕集技術(shù),促進化石能源制氫脫碳。

發(fā)展氫能源可能是中國實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵!

從中期來看,例如到2030年左右,中國每年對氫的需求將達到3500萬噸左右,按絕對值計算將增加75%。在這個時候,從可再生能源制氫的比例將達到10%,這是10倍,目前為1.0%。從現(xiàn)在到2030年,碳捕捉技術(shù),電解槽成本和可再生能源的成本將繼續(xù)下降,和各種制氫示范項目將繼續(xù)出現(xiàn)。到2030年,碳捕集技術(shù)將更加成熟,氫氣的成本將會降低。

許多碳捕集技術(shù)將在商業(yè)化的早期階段進行展示,許多行業(yè)將進入這一轉(zhuǎn)型的時間窗口。結(jié)合碳捕集技術(shù),煤制氫和可再生能源電解水制氫將成為主要有效的氫氣供應(yīng)商。

從長遠來看,到2050年,中國對氫的年需求量將達到6000萬噸。能源結(jié)構(gòu)將由傳統(tǒng)的化石能源向以可再生能源為主體的多元化能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,可再生能源電價將進一步降低。

屆時,氫能供應(yīng)將以可再生能源電解水氫為有效供氫主體。碳捕集技術(shù)用于化石能源制氫、生物質(zhì)制氫、核制氫將是有效的補充。

碳2030和2060目標需要低碳氫。氫是能源轉(zhuǎn)型的重要媒介,可再生氫是未來綠色低碳能源發(fā)展的重要方向。在“雙碳”背景下,碳捕獲變得越來越重要,我國要想在2060年前實現(xiàn)碳中和的目標,發(fā)展可再生能源氫和碳捕集技術(shù)是必不可少的。

摘譯自:The Financial Express.


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