近年来,氢能在全球开始升温,美国、日本、欧盟等国家和地区相继制定了氢能发展战略,其中2016年以来的中国氢能热尤为引人关注,中国各地各级政府纷纷发布 氢能产业政策。中国的氢能热受到电动汽车快速发展以及可再生电力成本快速下降的鼓舞,主要由应用侧推动和地方政府推动,被视作寻找新经济增长点的突破口。2021年度,国内氢能产业项目投资规模达到3100亿元,同比增长了92%,其中制氢,氢燃料电池和氢能装备三大环节占比超过70%,投资市场热度很高。
作为一般的民众,大部分人对于氢能利用的场景还是停留在氢燃料电池汽车领域,其实,氢能的利用远不止这一个领域。
一, 氢燃料电池汽车:年前国家5部委刚刚联合公布了两批氢燃料电池汽车示范城市群名单,各大城市群就纷纷推出各类规划。2021年国内新建加氢站100座以上,但是氢燃料电池汽车销量距年初预测的8000-10000辆差距较大。
《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出燃料电池车将在私人用车和工程、商务用车领域实现批量应用,在2025和2035年将分别达到10万辆和100万辆的规模。相对于中国成品油消费量中所占比例分别是0.4%和3.6%,实际占比并不多。而电动汽车的每月销量目前已经超过40万辆,而且相比纯电动汽车,现阶段燃料电池系统和储氢系统约占整车成本的65%,远高于锂离子纯电动汽车的电池成本占比;而辅助系统中的空压机、控制器、氢循环泵等同样成本高昂。此外,中国在气体储运管理、加氢站核心装备等环节同样面临缺少核心技术的问题,而且,加氢站的建设需要大量的投资,基础建设难以一蹴而就。如果没有大量的补贴或者低价氢能来源,是很难被市场接受的。中期内可以重点发展的是具有绿氢和灰氢资源地的重卡和公共交通运输车辆。
二, 氢燃料电池船舶与列车:船舶与列车载重大,行程远,是国际国内货物运输的主要力量。目前采用电池方式难以满足它们的需求,氢能将是他们更为理想的选择。国际海事组织要求航运业截至 2050 年温室气体排放量降低至 2008 年的一半。国际国内越来越多的水域已经开始禁止燃油船舶的行驶。
三, 工业+绿氢:全球工业部门45%的碳排放来自钢铁,水泥,合成氨,乙烯等生产过程,氢能具有工业原料和能源产品的双重属性,被认为是解决工业脱碳的重要可行方案。在炼钢中,氢可以用作还原剂,替代煤炭或天然气,随着碳排放成本的增加,这个方案已经具有可行性。随着可再生能源发电成本的下降,氢能重塑重化工业的格局将成为可能。
四, 后备储能电源: 作为备用电源或离网电源。氢通过固定燃料电池提供清洁,无噪音和无味的动力。它为数据中心,医院和其他关键设备提供备份电源基础设施,以及军事基地和其他具有快速上升或下降能力的偏远设施的离网电源。在数据中心中使用氢燃料电池代替柴油发电机有望在三到五年内实现成本平价,并具有其他优势,例如减少了空气排放的限制并提高了操作灵活性。
五, 氢蓄能电站:在电力系统中。通过为系统提供需求灵活性,并网制氢生产可以支持可变可再生能源的部署,以帮助匹配风能或太阳能的多变和间歇供应曲线。可以通过燃料电池或使用氢气的燃气轮机将存储的氢气转换回动力。这样,氢可以提供长期的高容量蓄电机制。
另外,作为燃料,氢也可以直接加在天然气里以降低排放。
氢能的利用前景虽然很美好,但是,过程中还有众多的技术难点需要克服,产业链的成长也需要时间的打磨,绿氢的来源也是一点点靠新能源发电的投资逐步增长的,任何漠视经济规律的冲动行为都会受到市场的惩罚。当前条件下,科研,技术创新,试点和产业链的逐步成形是氢能产业发展工作的重点,产品的经济性和技术成熟还有较大的差距,氢能产业有规模的产业化成型至少还需要十至二十年以上的时间,即使到了2050年,绿色氢能在总体的能源消耗里占比也是很有限的。
原标题:绿色氢能的利用场景有哪些