未來五年,在雙碳目標(biāo)的約束下,鋼鐵作為工業(yè)體系中碳排放最多的制造業(yè),未來綠色轉(zhuǎn)型壓力巨大,以低碳、節(jié)能、減排為主要目標(biāo),調(diào)整能源結(jié)構(gòu),降低化石能耗,提高清潔能源利用率,是實現(xiàn)2030年碳達峰和2060年碳中和目標(biāo)的基本途徑,氫作為綠色能源的大力發(fā)展和利用,不僅越來越受到關(guān)注,而且已成為全球碳減排的一致行動。
一、制氫設(shè)備離不開不銹鋼
氫能的利用需要從制氫開始,因為氫氣很少以自然界的單一形式存在,需要通過工業(yè)過程生產(chǎn),所有的制氫設(shè)備都需要使用不銹鋼。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),歐洲將在2025年二氧化碳中,投資超過7500億歐元。從現(xiàn)在到2040年,綠色氫能(基本上依賴于零排放能量,即風(fēng)能、太陽能和水能電解)從850萬噸增加到3000萬噸。在氫氣的生產(chǎn)、運輸、儲存和使用過程中,使用了大量的不銹鋼和鎳合金。生產(chǎn)綠色氫氣的電解槽需要大量的不銹鋼和鎳合金,如雙極板。氫氣的長距離、高容量運輸和儲存,如港口碼頭系統(tǒng)、拖車、加氫站等,這些設(shè)施和工具都含有一些不銹鋼甚至鎳合金部件。
二、氫能領(lǐng)域不銹鋼需求
從上圖可以看出,不銹鋼需要用于制氫設(shè)備和氫能的利用。氫需要液化儲存,需要卡車、船舶、拖車、管道等運輸。氫氣化站需要不銹鋼,未來可能需要氫作為能源。鍋爐電站、熱聯(lián)電廠、汽車、客車、卡車、火車、船舶、叉車等運輸車輛也將使用氫作為動力源。電解發(fā)生器和燃料電池的大部分組件都是不銹鋼制成的。
氫氣的長途高容量運輸和儲存,如港口碼頭系統(tǒng)、拖車、加氫站等,都含有一些不銹鋼甚至鎳合金部件。在氫氣使用過程中,有固定的電源部件和熱電聯(lián)產(chǎn)裝置,使用更多的不銹鋼和鎳合金。未來,燃料電池將更多地用于公共汽車、卡車、火車、船舶和叉車,將更多地使用雙極板以及不銹鋼和鎳合金組件。目前,歐洲在這些環(huán)節(jié)使用了3萬噸不銹鋼板和2400噸鎳合金。保守估計到2040年將使用80萬噸不銹鋼和3萬噸鎳合金。目前,300系列占主導(dǎo)地位,但400系列的比例將逐步提高到40%。由于成本原因,一些特殊品牌的不銹鋼將取代鎳合金。到2040年,采用氫能新技術(shù)的歐洲不銹鋼市場將增長20%,這只是歐洲的情況??v觀世界,不銹鋼和鎳合金將在氫能的開發(fā)和應(yīng)用中發(fā)揮更重要的作用。
三、氫能大規(guī)模應(yīng)用的條件
對于氫能來說,燃料電池是其應(yīng)用領(lǐng)域的首選,氫燃料電池技術(shù)的突破帶動了氫的市場需求。然而,氫能應(yīng)用的主要瓶頸是氫能的儲存和成本經(jīng)濟性。只有解決了瓶頸,才能大規(guī)模推廣應(yīng)用。
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