工业应用需求:氢能可用于钢铁、化工等工业领域,降低碳足迹,提高生产效率。

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为了应对气候变化和实现可持续发展,全球加速向清洁能源转型。氢能作为一种清洁、高热值的可再生能源,在工业领域的应用需求呈上升趋势。

工业领域对氢能的需求

氢能凭借其独特优势,在工业领域具有广泛的应用潜力。氢能主要可用于以下方面:

钢铁工业

钢铁工业是全球主要的碳排放源。氢可作为还原剂,替代传统的化石燃料,在高炉炼铁和直接还原铁(DRI)等工艺中脱碳,显著降低钢铁生产的碳足迹。

化工工业

化工工业是另一个重碳工业。氢可作为原料,生产绿色化工品,例如氨、甲醇和合成乙醇。这些绿色化工品可广泛应用于化肥、塑料和燃料等行业。

提高生产效率

除了脱碳之外,氢能还可以提高工业生产效率。例如,在石油精炼中,使用氢作为催化剂可提高炼油效率、降低能耗。

实现清洁能源转型

工业领域采用氢能,是实现清洁能源转型的关键一步。通过逐步替代化石燃料,氢能可帮助工业领域实现碳中和目标,为全球可持续发展做出重要贡献。

结论

工业领域对氢能的需求不断增长,这为氢能产业的发展提供了广阔的市场空间。通过大力发展氢能生产、储存、运输和应用技术,我们能够充分利用氢能的潜力,促进工业领域的清洁能源转型,为经济和环境的可持续发展添砖加瓦。


西门子能源:碳中和目标下 绿氢引领新一轮能源变革

应对全球气候危机,实现温室气体的净零排放,“碳中和”目标正促使各国朝着绿色、零碳经济转型。 氢能是清洁能源的表现形式之一,由于“绿氢”产自可再生能源,因其具有的从生产到使用的零碳排放优势而备受青睐。 在智利最南端的麦哲伦省,立足于当地丰富的风能资源,西门子能源携手多个合作伙伴共同打造了“Haru Oni”项目,创新了绿氢生产与应用的场景,即利用可再生能源生产气候中立的合成燃料,这不仅能为高碳排放的交通运输行业提供清洁燃料,也将为可再生能源丰富的地区提供清洁能源输出提供巨大商机。 西门子能源首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫博士(Christian Bruch)表示,“可再生能源将不仅在有市场需求的地方生产。 风能、太阳能等自然资源丰富的地区也将成为可再生能源的产地。 因此,新的供应链将在世界各地兴起,支持可再生能源在地区间的运输。 ” 西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智博士在接受采访时表示,重要行业如交通运输、工业等的??深度脱碳离不开绿氢的使用。 未来,氢能在储能和运输方面将扮演越来越重要的角色。 可再生能源的全球化分配 氢气作为能源载体,将在全球能源转型中与电力互为补充。 电解水制氢被认为是未来制氢的发展方向,尤其是利用可再生能源电解水制氢。 目前传统的制氢模式,不管是“灰氢”还是“蓝氢”,它们的生产还是使用过程,都存在着高碳排的问题。 当电解水制氢过程中使用的电力完全来自风能、太阳能、水能或地热发电等可再生能源时,其产生的氢气才能被称为“绿氢”。 数据显示,2020年,全球交通运输行业二氧化碳排放量高达排放量达到88亿吨,仅次于能源、工业成为第三大碳排放源头,尤其是公路运输占比较高。 因此,在二氧化碳减排面临挑战的领域,比如交通运输、炼油和钢铁等行业,绿氢将助力其实现深度去碳化。 “Haru Oni”项目依托智利的风能优势,通过电解槽利用风电将水分解为氢气与氧气,然后利用从空气中捕获二氧化碳与绿氢结合,制取合成燃料。 在这个过程中,西门子能源灵活高效的质子交换膜(PEM)电解技术,由于其具有的快速启停,在极短时间达到满载运行的优势,能够很好的解决风能的不稳定性问题。 未来,由绿氢制成的合成燃料,将有着广阔的新应用领域。 与传统化石燃料相比,合成燃料的碳足迹显著降低,基于合成燃料的绿色产品,将成为运输、交通或供暖部门深度脱碳的有力选择。 据了解,“Haru Oni”试点项目是全球首个工业级综合性合成清洁燃料商业工厂。 预计最早在2022年,工厂将完成第一阶段试点,年产约13万升合成清洁燃料。 根据项目规划,,将在2024年和2026年分别实现5500万升和5.5亿升的年产量目标。 智利享有风力发电的优越气候条件,且电力成本低,具备面向全球市场生产、出口以及在本地应用绿氢的巨大潜力。 “Haru Oni”项目产生的经济效益,不仅可以促进可再生能源丰富的地区经济增长,也能通过清洁能源传输机制,令工业国家受益于更加多元化的绿色能源供应和稳定的能源成本,实现双赢的局面。 2021年5月,西门子能源启动了中东和北非地区首个工业级太阳能驱动的绿色氢能生产设施,利用太阳能园区的日光太阳能,该项目能够在1.25MWe的峰值功率下,每小时生产大约20.5公斤的氢气。 该试点项目展示了从太阳能制绿氢到氢气的存储和再电气化。 这套系统可以为可再生能源的生产提供缓冲,既可用于针对需求增加的快速响应,也支持长期存储。 在该地区太阳能光伏发电和风力发电成本低廉的背景下,氢气有望成为未来能源组合中的关键燃料,并有可能为拥有丰富可再生能源资源的地区带来能源出口的机会。 根据国际氢能委员会预计,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求,创造超过2.5万亿美元的市场价值,燃料电池 汽车 将占据全球车辆的20%~25%,每年为交通运输行业贡献至少三分之一的碳减排。 西门子能源正在通过构建电能多元化转化系统(Power-to-X)的基础设施帮助客户实现其去碳化目标,并为全球范围内的跨行业去碳化做出贡献。 西门子能源拥有面向可持续的、零碳排放的能源供应所有核心技术,从可再生能源、高效燃气电厂,到输配电和低碳的能源工业应用关键设备和解决方案,再到高效的电解水制氢解决方案。 在中国实施首个兆瓦级绿色制氢项目 氢能产业在整个能源行业的地位已逐渐提高。 截至2021年初,全球已有30多个国家发布氢能产业发展路线图。 日本和欧盟均已公布氢能战略,对2030年和2050年的绿氢产量和氢能源 汽车 的普及率提出具体目标。 去年,国务院办公厅及国家能源局等颁布了《新能源 汽车 产业发展规划(2021-2035年)》《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见(征求意见稿)》等支持政策,鼓励推广绿氢、分布式能源、燃料电池等重点技术的研发和商业应用,氢能产业将迈入商业化和规模化发展的新阶段。 推广绿氢使用的一大难点在于如何降低成本。 对此,赵作智博士以光伏发电成本下降举例对照,一是技术的创新突破,二是规模化应用的效应。 “将需求端培养起来以后,能够有效拉动供给端,规模化效应就起来了。 ”他认为,绿氢的成本在于电解槽设备和用电成本,其中,可再生能源产生的绿电成本高低,以及设备的利用小时数,是最大的影响因素。 今年4月,BloombergNEF发布的氢能平价更新报告,建模预测了15~28个国家未来的绿氢降本路线,表示到2050年绿氢价格将低于天然气、灰氢和蓝氢,届时,绿氢成本将较现在降低85%,低于1美元/千克。 报告同时表示,到2030年,从成本上来讲蓝氢项目的必要性将大大降低了。 受益于光伏成本的大幅降低,未来绿氢降本有望提速。 在碳达峰、碳中和目标的推动下,广东、上海、浙江、江苏、山东等30个省份将氢能写入“十四五”发展规划,总产值规模将达近万亿元。 此外,北京、河北、四川等省份还纷纷出台了氢能产业发展实施方案。 对于国内氢能市场的发展,赵作智博士表示,“中国是很好的一块土壤,我们有政策、有资本,也有??各行各业,一些领军企业也有意愿去尝试一些新技术,有资金、有人才、有市场,未来,随着技术的进步,绿氢的发展潜力十分巨大。 ” 据了解,西门子能源专注于三大领域的技术创新,一个是低碳或零碳的发电;第二是低碳环保的输电;第三是针对工业领域的去碳化,尤其是油气、化工、造纸等能源密集型行业。 赵作智博士透露,目前,西门子能源在国内布局,主要是通过和领军企业合作,发挥各自优势降低成本,推进技术应用。 在实现双碳目标的背景下,业内遵循着需求拉动供给的规律,以技术解决方案节能降本,推动应用规模化的形成。 2019年9月,西门子与国家电力投资集团(“国家电投”)签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》。 双方计划进一步拓展绿色氢能项目的合作。 2020年8月,西门子能源与中国电力国际发展有限公司(下称“中国电力”)旗下的北京绿氢 科技 发展有限公司签署协议,为中国电力氢能创新产业园提供一套橇装式质子交换膜(PEM)纯水电解制氢系统“Silyzer 200”。 这一项目所在的北京市延庆区是将于2022年举行的大型 体育 赛事的三大赛区之一。 西门子能源的绿色制氢解决方案将帮助确保赛事期间和赛后的公共交通运营所需的氢能供应。 据介绍,这是西门子能源在中国实施的首个兆瓦级别绿色制氢项目,设备已经运达现场,在安装调试后将很快投入运营。 作为该制氢-加氢一体化能源服务站的核心设备,西门子能源提供的PEM纯水电解制氢系统Silyzer 200能够以高能量密度和运行效率实现工业规模的高品质氢气生产。 此外,该制氢系统具有快速响应能力,带压启动至稳定运行时间不超过1分钟,并可直接与可再生能源耦合。 展望未来发展,“绿氢方面,我认为中国会引领整个世界。 现在领先的是中国和欧洲,这两个市场有他们自身得天独厚的地方,两边一起来、两家火车头一起拉动,这也符合一个整个中欧合作的一个大框架。 ”赵作智博士说。

石油工业在碳中和中发挥的作用

石油工业在碳中和中发挥的作用如下:

石油化工行业作为我国的支柱产业,也是碳排放的重要来源之一。 石油和化学工业联合会产业发展部副主任李永亮介绍说,目前石油和化工行业碳排放量超过2.6万吨的企业数量约2300家,碳减排任务艰巨。

由于子行业众多、能耗水平偏高,石化行业减排面临着更多挑战。 在石油化工生产中的碳排放,85%是能源活动造成的,另有约15%是工艺过程产生的。 国家发改委能源研究所经济中心副主任田磊建议石化企业构建低碳能源供应体系,以降低碳排放。

他说,“能源低碳化是碳达峰碳中和的必然要求,我国石化企业应在确保油气供应安全的前提下,结合自身优势,突出多能源协同发展,加快发展以氢能、风电、光伏为代表的清洁能源,构建绿色产业结构和低碳能源供应体系。”

今年1月15日,17家石油和化工企业、化工园区以及中国石油和化学工业联合会在京联合签署并共同发布了《中国石油和化学工业碳达峰与碳中和宣言》。

明确了行业绿色低碳发展路径。 一是推进能源结构清洁低碳化,大力发展低碳天然气产业,加速布局氢能、风能、太阳能、地热、生物质能等新能源、可再生能源,实现从传统油气能源向洁净综合能源的融合发展。

二是大力提高能效,加强全过程节能管理,淘汰落后产能,大幅降低资源能源消耗强度,全面提高综合利用效率,有效控制化石能源消耗总量。

三是提升高端石化产品供给水平,积极开发优质耐用可循环的绿色石化产品,开展生态产品设计,提高低碳化原料比例,减少产品全生命周期碳足迹,带动上下游产业链碳减排。

氢能源“降成本”为何困难重重?

制氢方式决定降成本可能性不高 制氢的常见方式包括: 这是五种常见的制氢方式,第一种的常规燃料指的是天然气,均为不可再生的化石燃料;很显然这种方式不能普及,投入巨大的人力物力和财力去研发电动 汽车 ,初衷正是为了减少对常规能源的依赖,同时去减少二氧化碳排放,可是通过这种方式会产生大量的二氧化碳,会加剧温室效应;且国内天然气的储能比较有限,满足CNG车辆使用都有压力,更别提去制氢了。 甲醇重整制氢也标记哦常见,上世纪应用的很广泛,理论上用甲醇制氢确实能做到无排放,但是甲醇可不像江河水一样随处可取;制备甲醇主要是以一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成,使用的原料主要是天然气、石脑油、重油、煤炭和焦炭等,燃料是否清洁不能只看燃料本身,还要看获取或制造燃料是否存在污染,那么用甲醇制氢就不是理想选项了,车辆燃烧甲醇也没有什么意义。 工业副产品制氢主要是从焦炉煤气变压吸附工艺制氢,作为副产物仍旧要去看主体,主体本身不够清洁也就不用讨论氢气的规模化生产与应用了。 水铝制氢技术近几年热度较高,但这种制氢的方式同样存在污染的问题,以目前的技术似乎就没有“清洁制氢”的理想方式,至此似乎决定了氢燃料普及无望,唯一的希望就是“电解水制氢”,然而看起来还是不靠谱。 2021年出现过“拉闸限电”,初衷不论是为了去垃圾产能还是对虚拟币行业进行打击,实际上也确实有用电紧张的问题;那么电解水制氢也就行不通了,电解水可以获得氢气,这是个很成熟的制氢方式,但是损耗也特别大。 氢燃料 汽车 不是“用氢气替代天然气”,以燃烧氢气产生热能的“燃气车”,本质实际是电动 汽车 。 氢气加注到氢燃料 汽车 的储氢罐里,增程模式中为消耗氢气发电,电流输入到电池组和电机以实现充电和驱动车辆行驶;这是典型的“增程式电动 汽车 ”,一公斤的氢在车辆上通过燃料电池发电,能转化出大约20kwh左右的电能。 普通代步车高速巡航驾驶的电耗都在20kwh/100km以上,中大型车可以达到30kwh左右,也就是说“百公里氢耗可以达到1.0-2.0kg”。 但是用电解水制备一公斤的氢所消耗的电大约为60kwh左右,那么跳过“电制氢、氢转电”的流程,是不是等于这种氢燃料增程电车的实际耗电量达到了60-120kwh/100km左右了呢?实际上就是这样,这是在浪费有限的电能。 有些说法认为光伏发电、电解水制氢、氢燃料增程的方式可行,这看起来也有些天方夜谭;光伏发电的效率不高,按照 计算的话,1 的发电功率能有200瓦左右就算不错。 假设一台车要加注5kg的氢,制氢需要耗电300kwh左右,想要在一小时内获得300kwh的电能,需要的是大约1500 的光伏发电板,发电板的成本是相当高的哦。 所以用这种方式制氢的成本也会非常之高,其次储氢罐的成本也非常高,目前每公斤高压储氢的成本在6000元上下,实制造成本极高、储备和运输成本极高,这样车即便量产也用不起,所以氢燃料 汽车 目前看来没有什么前景可言。 天和MCN发布,保留版权保护权利我们单位就有负责制造氢气的车间,很危险!特爱容易爆炸,有一次爆炸,两百多公斤的阀门飞出好几公里!给附近老百姓的房子都震裂了。 我们的技术就是烧煤然后产生一氧化碳在通过反应得到氢气,成本很高。 氢气不易储存和运输,还爱爆炸!如果装到 汽车 上,稍微泄露一点,遇到一点打火就容易爆炸!2022年,即将到来的北京冬奥会刮起了一阵氢能源的旋风。 冬奥会的火炬传递,全部采用氢能源。 在核心赛区,延庆和张家口投入了700余辆氢燃料大巴车,用于日常的交通运输。 这股“氢旋风”还刮到了A股市场上,氢能源概念红到发紫,刺激个股频频涨停——主营气体运输装备的京城股份,在去年12月份实现了14个涨停板,股价单月飙涨300%;主营高压容器的石重装实现了六连板;开发氢能电源产品的动力源,也在上月下旬连续三个涨停板。 这是氢能源在当下火热的缩影。 与其他新能源相比,氢能源不仅储量大、无污染,还兼具零碳排的特性。 每单位质量所蕴含的能量更是石油的3倍、煤炭的4-5倍。 除此之外,氢能源应用场景广泛,氢燃料电池可以供给重载卡车、有轨电车、船舶、无人机、分布式发电等行业;绿色制氢还可消纳太阳能和风能发电间歇式、状态高低起伏不定的问题。 根据中国氢能联盟的预测,到2025和2035年,我国氢产业产值将分别达到1万亿和5万亿规模。 氢能前景固然广阔,但落地的困境却不容忽视。 在国外,日美的氢能源能占到各自能源总量的10%以上。 日本拥有世界上数量最多加氢站,美国则拥有最低廉的氢能源价格,两国燃料电池应用均已经投入商业销售。 反观国内,当前氢能源的占比只有4%。 据未来智库测算,2020年我国氢能总成本约为60-80元/kg,距离30元/kg的可商用价格相距甚远。 氢能源价格居高不下,还要追溯到制氢、储氢和运氢三大环节,它们使我国氢能发展面临着开局不利、技术瓶颈与规模化约束等重重难题,令“降成本”困难重重。 那么,氢能降成本难题究竟如何拆解?又如何破解? 01 点歪“ 科技 树”的制氢 中国的能源结构可以归纳为“富煤、贫油、少气”。 这种特殊的结构令中国成了名副其实的“煤炭大国”——大量的化工产业平均每天要消耗掉95万吨的煤炭资源,同时产生巨量的化工副产物。 这些副产物中,焦炉气和氯碱等是极其便利的制氢原料。 我国氢能源产业发展的初期,就依托化工生产中的副产物作为主供氢源的原材料,以节省制氢投资,降低成本。 借助原生资源的优势,短短几年间,我国就成为世界第一大产氢国。 2020年中国氢气产量突破2500万吨,已连续多年位列世界第一。 但成也萧何,败也萧何。 依托化工副产物生产的氢能源,有个致命的问题——不能算作真正的“绿色能源”。 事实上按照制氢工艺的不同,氢能源大体分为 “灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”三类。 其中,借由对工业副产物进行提纯获取氢气,俗称“灰氢”。 通过裂解煤炭或者天然气所得的氢气,便是“蓝氢”。 “绿氢”则是通过可再生能源、电解水等方法,实现全程百分之百零碳排、零污染。 “灰氢”和“蓝氢”本质上仍然是用化石燃料提供能量,会产生大量的碳排放。 相关研究表明,制造“蓝氢”所产生的碳足迹,比直接使用天然气或煤炭取暖高出20%,比使用柴油取暖高出约60%。 而“灰氢”的污染还要高出18%-25%。 纵使有碳捕捉与封存技术(CCS)降低碳排放,依旧是杯水车薪。 也就是说,要符合氢能源产业零碳排的核心理念,产业界只能期望于绿氢。 但中国的绿氢产能着实少得可怜。 由于我国氢能源产业相较欧美日发展较晚,为了在短期内快速发展,我国优先选择了依托于优势资源煤炭发展氢产业,其代价便是,“绿氢”制备所需的基础建设的投资和相关技术迟迟未有发展。 2020年,我国灰氢的占比超过60%,绿氢尚且不足1%。 一笔经济账可以看出绿氢与灰氢的成本差距: 在我国,电解水制氢的平均成本是38元/kg,其中电力成本要占到总成本的50%以上,而使用工业副产物制氢,平均成本仅仅只8-14元/kg。 这意味着,工业电价要从当前的0.6kW·h对半折到0.3kW·h以下,绿氢才能在市场上具有竞争性。 但对标欧美日等国家,欧盟的绿氢的成本价低于14元/kg;美国的绿氢在12元/kg左右,而日本的绿氢成本固定在13.2元/kg。 如何让绿氢从奢侈品行列变成经济适用型,成为困扰中国氢能产业的一大难题。 而进一步拆分成本,造成绿氢高成本的两大因素分别是电力消耗量和架设电解槽费用。 欧美给出的解答是政府引导+技术革新。 在欧盟,从2020起由政府牵头投资相继安装了6千兆瓦的可再生氢能电解槽,降低企业制造绿氢时电解槽的费用。 在技术上,欧盟摒弃采取工业用电电解水的模式,而使用PEM技术电解制氢。 PEM技术的电解池结构紧凑、体积小,这使得其电解槽运行电流密度通常是碱性水电解槽的4倍以上,效率极高,平均每生产1立方米氢气可节省1千瓦时的电力。 想要让这个棵歪掉的“ 科技 树”回到正轨,就需要投入很高的时间成本和资金成本。 去年11月,中石化建成首座PEM氢气提纯设施,其阴极和阳极催化剂、双极板以及集电器等关键核心材料部件均实现国产化,制氢效率达85%以上。 而这笔投资的门槛是数十亿,研发周期在两年以上。 宝丰能源也在斥巨资投入绿氢项目。 其在互动平台上表示,2021年4月,耗时两年后,公司首批电解水制氢项目全部投产,预计年产2.4亿标方“绿氢”和1.2亿标方“绿氧”。 据其公开披露数据,近两年来,宝丰能源在绿氢项目上已投入超过20亿元。 除了两家代表性头部企业以外,绝大多数中下游的企业,仍在生产灰氢。 如何将点歪的灰氢 科技 树扭转回绿氢产业,必将需要长时间的产业引导。 02 被“氢脆”卡脖子的储氢 作为一种化学性质活泼的气体,氢气生产之后,需要用一种既安全又经济的方式储存起来。 储氢不仅是令我国头疼的难题,而且在全世界,都没有很好的解决办法。 国内的主流方法是采取高压气态储氢。 目前,我国储氢瓶的成本造价在元左右,同时配套设施的价格在15万元,对标美国,储氢瓶的价格也在元左右,略低于中国,但同样高昂。 高成本源于氢顽皮的特性,学术上称作“氢脆现象”。 所谓“氢脆”是指,氢气会在金属晶粒附近聚集起来,破坏金属的结构,让金属胀气变脆。 氢气会在金属内累积成18.7兆帕的高压,这是地表气压187倍。 更糟糕的是,氢脆一经产生,就消除不了。 氢脆在 历史 上引发过严重的事故。 1943年1月16日的晚上,俄勒冈州造船厂发出巨响,尚未交付的自由轮一下子断成了两半,这在当时引起了巨大的恐慌,众人都以为是纳粹的黑 科技 。 无独有偶,2013年,世界上最宽的桥,旧金山-奥克兰海湾大桥为即将到来的通车进行测试。 然而仅仅2周,负责把桥面固定在水泥柱上的保险螺栓就出现了裂痕,96个保险螺栓里有30个坏掉了,使得这座大桥几乎成了废品。 为了缓解“氢脆”的困扰,全球想出了一种特殊的解决方法——低温液态储氢。 将氢气压缩成液体,能大幅避开气态氢造成的安全隐患。 学界普遍认为,液氢储运技术是储氢技术发展的重要方向。 但目前,我国液氢储运技术相对落后,缺少大容量、低蒸发率的液氢存储设备的开发。 仅有的一些研究,多聚焦在高压气态储氢方面。 例如,2020年,中科院宁波材料所使用高强高模碳纤维作为储氢瓶的内胆,大幅提升了储氢瓶性能。 企业方面,京城股份投建了全亚洲最大的高压储氢瓶设计测试中心及生产线。 储氢成本的大山,路漫漫其修远兮。 03 “爹不疼妈不爱”的运氢 作为氢气“出厂”前的最后一步,运氢在整个氢能产业链中地位举足轻重。 然而长期以来,我国的氢气运输产业处于“爹不疼妈不爱”的境地,没有系统性的规划——几乎所有中央和地方层面的战略规划中,都提到了制氢和终端应用环节。 理论上,氢气运输产业分为短途和中长途两种。 短途的运输可依赖长管拖车,中长距离的运输对成本敏感许多。 其中一种经济的方式,是先将氢气转为高密度的液氢状态再进行运输。 液氢能适应陆运和海运的模式。 在陆运上,液氢储罐最大容积可达到200立方米,是长管拖车模式的2倍。 海运的液氢储罐最大容积可达到1000立方米,在欧洲和加拿大氢气运输中,就均采用液氢海运的模式。 如此重要的液氢在中国却产能极低。 目前,液氢工厂仅有陕西兴平、海南文昌、中国航天 科技 集团有限公司第六研究院第101研究所和西昌卫星发射中心等,主要服务于航天发射, 总产能仅有4t/d, 最大的海南文昌液氢工厂产能也仅2t/d。 目前, 中国民用液氢市场基本空白。 而对标欧美,美国是全球最大、最成熟的液氢生产和应用地域,拥有15座以上的液氢工厂, 全部是5t/d以上的中大规模,总产能达到375t/d。 此外,亚洲有16座液氢工厂, 日本占了2/3。 另外一种是借由管道运输,但现实是,我国氢气管网严重不足,全国累计仅有100km输氢管道,且主要分布在环渤海湾、长江三角洲等地。 在2016年的统计数据,全球共有4542km的氢气管道,其中美国有2608km的输氢管道, 欧洲有1598km的输氢管道。 目前,我国仅仅在《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》提到,期望在2030年建成1000m长的氢气运输管道。 而对比国外,管道运输已经开始全面与上下游形成联动。 例如,德国在北莱茵至威斯特法伦州铺设的240km的氢气管道,在给用户供氢的同时这些氢气管道也为工业所用。 德国Frankfurt的氢气管道直连加氢站与氯碱电解工厂,可以免去压缩机直接供氢。 总结来说,由于上层规划的缺失,我国氢能运输仍处于“地方割据”的局面,还未形成规模经济。 04 破题关键词:液氢 氢能源产业的相关的难题是多方面的,但抽丝剥茧,氢能源产业迫切需要解决的问题集中在存储和运输之上。 原理很简单,“绿氢”的生产技术可以逐步迭代,但氢气如果不能长期低成本地存储,生产再多的“绿氢”都是徒增消耗。 此外,氢气如果不能便捷运输,氢能的广泛应用就是无从谈起。 对照电力行业,正是高压输电技术的成熟,电力才能在全国范围内大规模应用。 而储氢与运氢问题的源头,在于液氢。 无论是存储端的低温业态储氢技术,还是中长距离的液氢运输,都少不了大规模液氢的身影。 因此,如何提升液氢产量、开发相关储运设备,是氢能应用降成本的关键。 欧美日氢能产业的发展也能佐证这一点。 欧盟早《未来氢能和燃料电池展望总结报告》就提到液氢重要性,同时在液氢方面的投资也从不吝啬。 2021年在法国,一个液氢厂的投资就超过1.5亿美元。 美国垄断了全球85%的液氢生产和应用,根据美国氢能分析中心的统计,在液氢的帮助下,美国的氢能源被大量用于石油化工行业和电子、冶金等行业,两大行业平均每年要消耗掉吨的液氢。 日本则在液氢加氢站方面走在了前列。 液氢加氢站具有占地小,储量大的优势,甚至能完成制氢就发生在加氢站里。 目前,日本有建成142座,占全球加氢站总数的25%,依托于加氢站,日本燃料 汽车 投放使用全球领先,燃料 汽车 的商业化也是全球最好的。 所以,中国的液氢亟需从当前军用、航天领域,走向大规模民用环节。 思考欧美日液氢的发展历程,我们有许多借鉴之处,概括而言,包括三点: 一、政策引导,为相关工作提前铺好路。 2021年5月,国家相关部门陆续出台了《氢能 汽车 用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输技术要求》三个文件,制定了三项国家标准,这将对液氢发展起到关键性引领作用。 二、龙头企业牵头,建成大规模氢液化系统。 液氢生产工厂的建设成本高,必须由龙头企业率先投产,提高生产规模,才能有效降低单位成本。 三、系统整合相关资源,发挥产学研机制作用。 例如,建立政府、研究机构和企业的氢能源产学研合作平台,将科研产品第一时间应用到实际生产当中。 05 结语 世界已进入双碳时代。 国际氢能委员会预计,2050 年氢能源将占全球能源消耗总量的18%,催生年产值2.5万亿美元的产业。 世界各国对氢能源越发重视,欧美日各国氢能源产业的规划已经做到了2050年后,并且还在迭代更新;而在我国,自2021年氢能被列为“十四五”规划重点发展产业后,国家和各地政府迅速出台了400多项政策,规划了2025年之前的产业发展目标。 一场事关产业政策、技术竞技的产业争霸赛已经打响。

标签: 化工等工业领域 氢能可用于钢铁 降低碳足迹 提高生产效率 工业应用需求

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