2022年3月,《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》發布。規劃明確了氫能和氫能產業的戰略定位:氫能是未來國家能源體系的重要組成部分、用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體,氫能產業是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。
蓬勃發展
根據中國氫能源產業戰略發展報告的研究,目前國內氫能產業呈現積極發展態勢,已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術和生產工藝,在部分區域實現燃料電池汽車小規模示范應用。全產業鏈規模以上工業企業超過300家,集中分布在長三角、粵港澳大灣區、京津冀等區域。根據氫能產業聯盟的估計,到2025年氫能產業產值就會達到1萬億,其中會有大量的技術創新的公司發展壯大。
國際氫能委員報告顯示,自2022年2月以來,全球范圍內啟動了131個大型氫能開發項目。預計到2030年,全球氫能領域投資總額將達到5000億美元。世界能源理事會預計,到2050年氫能在全球終端能源消費量中的占比可高達25%。
廣泛的使用場景
氫能作為一種清潔、高效的能源,具有廣泛的使用場景。
交通運輸:氫能在交通運輸領域具有巨大潛力。氫燃料電池車輛可以通過將氫氣與氧氣反應產生電力驅動電動機,實現零排放的車輛運行。這些車輛具有長續航里程、短時間充氫和快速加注的特點,可以成為傳統燃油車輛的可替代品。氫作為燃料電池在非陸地交通領域的應用潛力巨大。盡管目前全球氫燃料電池汽車數量僅為1.6萬輛,但國際氫能委員會預測到2050年,全球至少將有2500萬輛汽車采用氫燃料電池技術。同時,根據國際海事組織的預測,通過船舶采用氫能技術,到2030年全球海運領域的二氧化碳平均排放量預計將至少減少50%。此外,采用氫燃料的飛機將能夠降低50%至75%的排放,從而減少其對氣候的影響。
能源儲存:氫氣可以用作能源儲存的一種形式。通過使用可再生能源,如太陽能或風能,電力可以被用來分解水分子,將氫氣儲存起來。在需要能源時,這些儲存的氫氣可以與氧氣反應產生電力,并供應給家庭、工業或電網使用。氫氣的儲存和釋放可以實現大規模的能源儲備和平衡電力供需。
工業生產:氫氣可以在工業生產中用作清潔的燃料或原料。傳統的燃料如天然氣或煤炭會產生大量的二氧化碳排放,而氫氣的燃燒只會產生水蒸氣。許多工業過程需要高溫或高純度的氫氣,例如金屬加工、化學反應和玻璃制造等。使用氫氣作為能源或原料可以減少對化石燃料的依賴,降低碳排放并改善環境質量。
航空航天:氫氣也可以在航空航天領域發揮作用。氫氣的高能密度使其成為理想的燃料選擇,特別是對于長航程的飛行任務。氫氣在航天器的推進系統中可以與氧氣反應,產生巨大的推力,提供足夠的動力來推動宇宙飛船進入軌道或進行深空探測。
產業痛點
氫能技術相對于傳統能源技術仍處于發展初期,存在一些技術挑戰。例如,氫氣的生產、儲存、運輸和利用等環節仍需要進一步改進和突破。同時,氫燃料電池等關鍵技術的成本和性能也需要進一步提高,以提升氫能的競爭力。目前,我國的氫能基礎設施還相對不完善,包括氫能生產、儲存、運輸和加注站等方面,缺乏完善的基礎設施限制了氫能產業的發展和市場應用。
與傳統能源相比,氫能的成本仍然較高。氫氣的生產、儲存和運輸等環節涉及較高的能耗和成本,同時氫燃料電池等關鍵設備和材料的價格也較高,這使得氫能產業在經濟可行性方面仍面臨一定的挑戰。全球范圍內,氫能產業正處于激烈競爭中,許多國家都將氫能視為戰略性新興產業,并加大了對氫能的投資和發展力度。
氫氣具有高燃燒性和易泄漏的特點,因此在氫能產業發展過程中需要高度重視安全管理。同時,氫氣的生產和利用過程中涉及碳排放、能源消耗和廢水處理等環境問題,需要采取有效的措施保護環境和可持續發展。
結語
氫能的應用將推動能源儲存和利用技術的發展,實現可再生能源的平穩供應和高效利用。
來源:互聯網周刊 文/楊柳
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