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氢能供应链之氢气制取
更新时间 2022-03-19     已被浏览: 31760

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产品描述

根据《2019中国氢能源及燃料电池产业白皮书》中的总体目标,中国氢能在中国能源体系中的占比到2025年、2035年和2050年将达到4%、5.9%和10%,年经济产值到2050年将超过10万亿,燃料电池车的数量将超过500万辆。一个高效、可靠、低成本的氢供应链是燃料电池产业发展的基础。

我国是产氢大国,可以充分保证氢燃料电池产业所需的氢源。目前,氢能根据制取方式和碳排放量不同,主要分为“灰氢”、“蓝氢”、“蓝氢”这三种。

灰氢

“灰氢”是值传统的化石燃料制氢,主要有煤制氢、天然气制氢,氯碱工业副产提纯和甲醇制氢等。中国煤炭资源丰富,煤制氢成本低、技术成熟,虽然存在产氢效率低、环境污染的问题,但煤化工仍是短期内中国氢的主要来源。天然气制氢成本略高于煤制氢,能量转化率高,但硬件成本较高,也是目前工业中主要的制氢方式。氯碱工业副产提纯制氢则是回收提纯原本直接排放到空气中的副产物氢气,具有良好的经济前景。甲醇制氢则主要受甲醇原料成本的限制,工业中应用较少。这种类型的氢气约占当今全球氢气产量的95%。碳排放量最高。当前,工业中生产的氢气主要还是碳基“灰氢”。随着时间的推移,制氢面临的挑战是实现无碳或者碳中性(“蓝氢”或“蓝氢”)的技术替代。

蓝氢

“蓝氢”是在“灰氢”的基础上,应用碳捕捉、碳封存技术,实现低碳制氢;世界能源理事会发布的《氢能—工业催化剂(加速世界经济在2030年前实现低碳目标)》认为:“蓝氢”可以减少排放,推动建立氢能经济。通过捕获和储存制造过程中排放的二氧化碳而获得蓝色氢气提供了一种更快的减少排放的方法。

“蓝氢”不是“绿氢”的替代品,而是一种必要的技术过渡,可以加速社会向“绿色氢气”的过渡。

2021年3月18日,英国石油(BP)前公布英国最大的氢能计划,在英格兰东北部提赛德兴建“蓝氢”工厂H2Teesside,目标在2030年前生产1GW氢气。BP天然气和低碳能源资深副总裁Dev Sanyal表示,“蓝氢”与CCS的结合,可以为当地工业提供可靠的替代能源,协助那些难电气化产业降低能源转型的成本。

绿氢

“蓝氢”是通过光伏发电、风电以及太阳能等可再生能源电解水制氢,在制氢过程中将基本上不会产生温室气体,因此也被称为“零碳氢气”。

我国发展“蓝氢”具备良好的资源禀赋,中国有着可观的地热、生物质、海洋能、风电和光伏资源以及固体废弃物的资源化利用,随着近年来技术的进步,可再生能源的发电成本越来越具有竞争力,与此同时,中国拥有强大的基础设施建设能力,为发展“绿氢”提供了得天独厚的优势。

过去几年里,电解制氢所需消耗的电量十分庞大,其成本之高,令人望而却步,约占总生产成本的75%。因此,可再生能源成本的下降趋势是预估氢能制造业增长的一个关键前提,该因素也增强了电解设施投资的商业前景。

2020年12月29日,全球首个“绿氢”标准,由中国氢能联盟提出的《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》发布。该标准对标欧洲依托天然气制氢工艺为基础推行的绿色氢认证项目,建立了低碳氢、清洁氢和可再生氢的量化标准及评价体系,引导高碳排放制氢工艺向绿色制氢工艺转变。通过标准形式对氢的碳排放进行量化,这在全球尚属首次。

未来展望

工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中提出:“灰氢不可取,蓝氢可以用,废氢可回收,绿氢是方向。”

2021年4月份,宝丰能源“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”在宁夏宁东能源化工基地已经正式投产。该项目通过太阳能生产“绿电”,用绿电电解水生产“绿氢”“绿氧”,首创将“绿氢”“绿氧”直供化工系统,一定程度上替代原料煤和燃料煤生产高端化工产品。目前,宝丰能源已形成全球最大的3亿标方绿氢、1.5亿标方绿氧产能,并以每年新增3亿标方绿氢的速度不断扩大产能。

目前,尽管“绿氢”缺乏成本竞争力,但预测将来仍将是一个不断增长的市场。虽然过去几年,“绿色氢气”市场规模较小、成本较高,但是未来在东亚地区以及国际投资者的推动下,将促成市场规模大幅地增长。到2025年,“绿色氢气”的竞争力如何仍值得期待,但是随着一些重点、试点项目的实施,以及今后项目规模化的发展将助力“绿氢”成本下降,氢气是否能够挑战现有传统能源的主导地位?让我们拭目以待。

 

 

 

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