為了制造低碳?xì)?，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?xì)涫悄壳笆澜绺鲊囊豁椫匾h，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(yàn)，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(jī)。
低碳?xì)涞奶疾东@、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(xué)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?fàn)t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(dāng)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(dá)15%的全球能源需求。低碳?xì)淇梢猿蔀橐环N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(zhǔn)備，這種方式既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。這種方法也符合氣候科學(xué)，氣候科學(xué)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(jì)。它還可能為轉(zhuǎn)向低碳?xì)浣?jīng)濟(jì)提供一個早期機(jī)會。利用碳捕獲技術(shù)的低碳?xì)涞脑缙诳捎眯詫⒋_保下游氫基礎(chǔ)設(shè)施在電解綠色氫具有成本效益時準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)化石燃料氫的脫碳，實(shí)現(xiàn)氫經(jīng)濟(jì)，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(fèi)是一個長期目標(biāo)，但碳捕集正變得更加可行，并可能成為氫經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張的偉大加速器。
低碳?xì)涞内厔菔鞘裁矗航?，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?xì)涔?yīng)增量，無法通過發(fā)展可再生能源氫來填補(bǔ)?？稍偕鷼渲荒苎a(bǔ)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(dǎo)能源，推廣碳捕集技術(shù)，促進(jìn)化石能源制氫脫碳。
從中期來看，例如到2030年左右，中國每年對氫的需求將達(dá)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(dá)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(jìn)行展示，許多行業(yè)將進(jìn)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(yuǎn)來看，到2050年，中國對氫的年需求量將達(dá)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(jìn)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(bǔ)充。
碳2030和2060目標(biāo)需要低碳?xì)?。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(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，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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