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綠色氫氣正準(zhǔn)備在跑道上進(jìn)行一場能源革命。
近日，青海省海西州生態(tài)環(huán)境局發(fā)布了青海華電德令哈西出口500萬千瓦光儲氫集成示范基地一期100萬千瓦光儲氫和3mw光伏制氫項(xiàng)目。項(xiàng)目總投資59億元，規(guī)劃用地22.5平方公里。項(xiàng)目總規(guī)模為500萬千瓦光儲氫集成示范基地，同時建設(shè)600Nm3/h(約3MW)光伏制氫示范項(xiàng)目。
今年光伏制氫項(xiàng)目如雨后春筍般涌現(xiàn)，實(shí)施只是時間問題。與此同時，制氫已成為許多省份最近發(fā)布的“十四五”規(guī)劃的重點(diǎn)領(lǐng)域，地方政府更加重視綠色氫能的生產(chǎn)。8月底，內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局發(fā)布《關(guān)于實(shí)施2021年太陽能光伏制氫一體化示范的通知》，篩選出2021年7個太陽能光伏制氫示范項(xiàng)目，年產(chǎn)新能源221.95萬千瓦，電解水制氫6.69萬噸。
豐富而環(huán)保的“終極”能源
中國是能源大國，擁有豐富的風(fēng)能和光伏資源，包括地?zé)崮?、海洋能、太陽能等一系列可再生能源?/span>
隨著能源革命浪潮的逐漸興起，如何更好地轉(zhuǎn)化可再生能源成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。氫能是“終極能源”，只有發(fā)展氫能才能實(shí)現(xiàn)碳減排。中國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能力強(qiáng)、制備技術(shù)先進(jìn)，綠色氫的發(fā)展正在加快。目前，我國95%以上的制氫主要依靠化石資源。主要原因是化石資源制氫工藝成熟，原料價格相對較低。
中國有一個萬億元的市場
秘書長、新聞發(fā)言人彭Huagang國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(SASAC)國務(wù)院的經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)在新聞發(fā)布會上說,中央國有企業(yè)今年上半年,超過三分之一的人進(jìn)行了整個產(chǎn)業(yè)鏈的布局,包括制氫、儲氫、氫化和利用氫，并取得了多項(xiàng)技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用成果。
據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，到2025年，中國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬億元，成為引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的增長極。在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用推廣的主體，而在國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)布局中，國有企業(yè)和上市公司是新軌道的領(lǐng)跑者。
在使用氫能的國有企業(yè)名單中，有許多國有巨頭，如中石化、華電集團(tuán)和國家電力投資集團(tuán)。就連中石化(Sinopec)也明確表示了自己在氫方面的雄心:它計(jì)劃建設(shè)1000座氫化站或油氫混合站，努力成為“中國第一的氫企業(yè)”。
此外，協(xié)鑫、伊利、晶科、龍基、洋冠等多家龍頭企業(yè)成立了專門的氫能開發(fā)公司，或簽訂了億級戰(zhàn)略合作協(xié)議。在7月29日舉行的氫氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨協(xié)鑫氫氣戰(zhàn)略發(fā)展論壇上，協(xié)鑫新能源副總裁周振生宣布協(xié)鑫綠色氫氣戰(zhàn)略:40萬噸綠色氫氣產(chǎn)能、3個研發(fā)基地、6個產(chǎn)業(yè)基地、100個綜合能源站。
隨著“碳峰值碳中和”目標(biāo)的提出，國內(nèi)企業(yè)對綠色氫發(fā)展的投資不僅資金巨大，而且時間非?？?。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國已有數(shù)百家上市公司進(jìn)入賽場，試圖在能源領(lǐng)域?qū)で笸黄啤?/span>
世界的加速
數(shù)據(jù)顯示，在過去的十年中，230電解氫世界各地已建成裝機(jī)容量約100MW的生產(chǎn)項(xiàng)目，主要用于交通運(yùn)輸和工業(yè)生產(chǎn)。荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究所可再生能源氫能業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Van der Berg認(rèn)為，電解制氫目前已進(jìn)入完全發(fā)展階段，需要進(jìn)一步開發(fā)市場，推動技術(shù)進(jìn)步。
“綠色氫的主要驅(qū)動力是風(fēng)能和太陽能等可再生能源的大規(guī)模擴(kuò)張，”Berg說。通過電解制氫技術(shù)，將太陽能、風(fēng)能產(chǎn)生的大量綠色電能有效地整合到現(xiàn)有能源網(wǎng)絡(luò)中，這也是電解制氫的關(guān)鍵作用;此外，荷蘭天然氣輸送網(wǎng)絡(luò)的高覆蓋率以及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施也有利于綠色氫的制備?！?/span>
《歐洲綠色協(xié)議》設(shè)定了到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標(biāo)。目前，歐盟近40%的能源需求來自冷熱供應(yīng)，各成員國面臨著越來越大的壓力，要求它們做出重大改善。
作為歐洲第二大工業(yè)副產(chǎn)氫國，荷蘭政府于今年4月公布了氫戰(zhàn)略，成為第一個公布國家氫戰(zhàn)略的歐盟成員國。荷蘭計(jì)劃在綠色氫項(xiàng)目上投資3.38億歐元，到2025年完成500兆瓦(MW)的可再生氫生產(chǎn)(綠色氫)，到2030年進(jìn)一步增加到40兆瓦(GW)。
8月17日，英國商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)發(fā)布了《國家氫戰(zhàn)略》。英國承諾:為英國政府與工業(yè)界合作，到2030年實(shí)現(xiàn)5千兆瓦低烴產(chǎn)能的目標(biāo)打下基礎(chǔ)——相當(dāng)于取代天然氣，每年為大約300萬英國家庭提供電力，并為運(yùn)輸和重工業(yè)提供電力。
目前，歐洲生產(chǎn)的清潔氫氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其10%的能源需求。今年7月，歐洲最大的質(zhì)子膜交換電解(PEM)制氫項(xiàng)目在德國科隆的REFHYNE啟動。該項(xiàng)目配備了ITM Power提供的10MW PEM電解槽，每年可生產(chǎn)1300噸綠色氫。與此同時，該項(xiàng)目第二階段將產(chǎn)量擴(kuò)大到100兆瓦的計(jì)劃也已提上日程。
綠色氫能提供很多東西
一篇關(guān)于綠色氫研究的論文對藍(lán)色氫和綠色氫的潛在應(yīng)用進(jìn)行了研究，研究人員研究了藍(lán)色氫的生命周期溫室氣體排放，考慮了二氧化碳排放和天然氣生產(chǎn)過程中油井和其他設(shè)備泄漏的甲烷。研究人員發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色氫的溫室氣體足跡比燃燒天然氣或煤炭取暖高出20%以上。即使甲烷泄漏率為1.54%，也只能略微減少排放量，藍(lán)色氫氣的排放量仍高于燃燒天然氣的排放量。
這一發(fā)現(xiàn)可能會改變氫的使用方式。在過去的幾年里，天然氣行業(yè)一直在大力推廣氫，將其作為一種可靠的下一代燃料，用于為汽車提供動力、為家庭供暖和燃燒發(fā)電廠。在美國、歐洲和其他地方，氫是繼續(xù)建設(shè)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的一個理由，比如在未來可以輸送更清潔的天然氣和氫的管道。盡管許多專家認(rèn)為，氫最終可能會在能源儲存或某種形式的運(yùn)輸中發(fā)揮作用，如飛機(jī)或長途卡車，因?yàn)殡姵貏恿o法勝任這項(xiàng)任務(wù)。但是，科學(xué)界正在形成一種共識，即依賴天然氣(藍(lán)色氫)的氫經(jīng)濟(jì)可能會對氣候造成破壞。
由于成本和技術(shù)的原因，綠色氫要大規(guī)模開發(fā)用于商業(yè)用途還有很長的路要走。國家發(fā)改委專家表示，只有將綠色氫的成本降到20元/kg以下，與傳統(tǒng)能源相比，綠色氫才能在重型運(yùn)輸和高質(zhì)量采暖(>400oC)領(lǐng)域具有商業(yè)競爭優(yōu)勢。要作為制鐵、甲醇合成、氨合成等氫基原料使用，必須將綠色氫的成本降低到10元/kg以下。因此，綠色氫的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用仍存在成本高的問題。
據(jù)報道，到2050年，綠色氫的價格將低于天然氣、灰色氫和藍(lán)色氫，綠色氫的成本將比今天低85%，每公斤不到1美元。到2030年，藍(lán)色氫項(xiàng)目的成本需求將大大降低。由于光伏成本的大幅降低，預(yù)計(jì)未來綠色氫成本的降低將會加速。
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