氢能理事会发布《氢能如何推动能源转型》
全球视野下的碳达峰碳中和及对我国的启示

全球视野下的碳达峰碳中和及对我国的启示一、绿色发展是全球共识从国际来看,绿色发展已经成为当今世界各国的共识。
发韧于18世纪的工业革命不仅带来西方国家财富的迅速积累,同时也给人类赖以生存的生态环境带来沉重的灾难,大气、水和土壤等污染公害事件频发。
上世纪60年代,英德法等国开始绿色与环保运动。
1962年,美国生态学家蕾切尔•卡逊女士发表《寂静的春天》,深入描述了农药对于环境和人类的危害,引起美国政府和国际社会高度关注,随后各国纷纷立法,加大环境治理力度,不断提升环境质量。
工业革命的另外一个负面影响是,基于煤炭、石油等化石燃料排放的温室气体正在成为人类发展的另外一个威胁。
人类活动产生的温室气体排放成为推动全球气候变暖的主要原因,随着排放量不断累积,海平面上升,热浪、野火及低温等极端气候事件发生的频度和强度不断增加。
如果不采取行动,世界的平均表面温度将继续上升,本世纪可能上升超过3摄氏度。
2015年9月,世界各国领导人在联合国峰会上通过了“2030年可持续发展议程”。
2016年1月1日,2030年可持续发展议程的17项可持续发展目标(SDGS)正式生效。
在今后十五年内,随着这些新目标普及所有国家,各国将调动所有力量实现消除一切形式的贫困、战胜不平等和遏制气候变化等目标。
为了应对气候变化,各国在2015年12月12日在巴黎举行的联合国气候变化大会上通过了“巴黎协定”。
所有国家同意努力将全球气温上升幅度限制在2摄氏度以下,考虑到全球变暖的严重风险,尽量限制在1.5摄氏度。
随着发展中国家的排放在全球排放的份额不断增加,基于自下而上的自主贡献模式逐步取代原有的自上而下的减排模式,在共同但有区别责任和各自能力的原则基础上,包括广大发展中国家在内,各个国家分别提出各自的减排方案,以满足巴黎协定中要求在本世纪中叶实现碳中和的全球目标。
从目前各国的减排路径来看,碳达峰、碳中和具有密切的关系。
一是碳达峰是碳中和的前置条件,只有在实现碳达峰的基础上,才能实现碳中和。
氢能发展建议

氢能发展建议
1. 加大研发投入:氢能技术目前还处于发展初期,需要加大研发投入,推动技术创新和突破。
政府可以增加对氢能相关项目的资金支持,鼓励企业增加研发经费,同时建立科研合作机制,促进国内外科研机构之间的合作交流。
2. 完善氢能产业链:建立完整的氢能产业链,包括氢气生产、储存、运输、利用等环节,形成从原料供应到终端应用的闭环。
政府可以推动相关企业进行合作,形成产业协同效应,提高产业链的整体效益。
3. 建立政策支持体系:政府应出台相关政策,为氢能发展提供支持。
包括制定氢能产业发展规划和配套政策,加大对氢能技术研发、推广应用等方面的财税支持,建立适当的市场准入机制,吸引更多企业参与氢能产业发展。
4. 加强国际合作交流:氢能技术发展需要国际合作和交流,政府可以积极参与全球氢能发展的合作机制,加强与其他国家的交流合作,借鉴和学习其他国家成功的经验和技术,推动氢能技术的国际化发展。
5. 加大示范推广力度:政府可以选择一些重点领域和地区进行氢能示范项目的建设,例如公共交通、工业能源替代等领域,通过示范项目的成功推广,引导更多企业和机构关注和参与氢能技术的应用和推广。
6. 建立安全监管体系:随着氢能技术的发展,安全问题变得尤
为重要。
政府应建立健全的氢能安全监管体系,制定相应的安全标准和规范,加强对氢能设施和运输的安全监管,确保氢能的安全可靠应用。
中山市人民政府办公室关于印发中山市推动氢能产业高质量发展行动方案(2024-2026年)的通知

中山市人民政府办公室关于印发中山市推动氢能产业高质量发展行动方案(2024-2026年)的通知文章属性•【制定机关】中山市人民政府办公室•【公布日期】2023.12.20•【字号】中府办函〔2023〕144号•【施行日期】2023.12.20•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】行政法正文中山市人民政府办公室关于印发中山市推动氢能产业高质量发展行动方案(2024-2026年)的通知中府办函〔2023〕144号火炬开发区管委会,翠亨新区管委会,各镇政府、街道办事处,市各有关单位:《中山市推动氢能产业高质量发展行动方案(2024-2026年)》业经市政府同意,现印发给你们,请结合实际抓好贯彻实施。
实施过程中遇到的问题,请径向市发展改革局反映。
中山市人民政府办公室-2023年12月20日中山市推动氢能产业高质量发展行动方案(2024-2026年)为助力实现“碳达峰、碳中和”目标,抢抓氢能产业发展机遇,将中山打造成为氢能与燃料电池关键材料、零部件及装备研制特色产业集聚区,根据国家《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》《广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计划(2022-2025年)》《广东省加快氢能产业创新发展意见》和《中山市氢能产业发展规划(2022-2025年)》等文件,结合中山发展实际,制定本行动方案。
一、总体要求(一)发展思路。
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大精神,深入贯彻落实习近平总书记对广东系列重要讲话和重要指示精神,完整、准确、全面贯彻新发展理念,抢抓粤港澳大湾区建设和广东省珠江口东西两岸融合互动发展改革创新实验区建设的重大机遇,深入实施“东承、西接、南联、北融”一体化融合发展战略,以打造全国领先氢能产业发展高地为目标,构建起创新引领、龙头带动、集群发展的氢能装备制造体系,加快推动氢能产业成为产业发展“新支柱”,为推动中山高质量发展提供坚实支撑。
我国氢能产业发展面临的挑战及政策建议

我国氢能产业发展面临的挑战及政策建议氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,对减少二氧化碳等温室气体排放、实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。
目前,我国已初步掌握了氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,积累了丰富的经验和产业基础。
然而,也应看到,我国氢能产业仍处于发展初期,与国际领先水平相比,在一些领域仍存在产业创新能力不强、技术装备水平不高等问题,产业发展路径尚需进一步探索。
在全球氢能产业竞争中,我们要抓住机遇,抢占国际前沿阵地,推进氢能与燃料电池技术全面成熟,促进氢能在交通、工业等重点应用领域大规模市场渗透。
一、我国氢能产业发展现状(一)我国已基本构建较为完善的氢能产业链目前我国已基本构建了较为完善的制氢、储运、加注和应用的氢能产业链。
在制氢环节,目前我国已成为世界上最大的制氢国。
2022年氯气年产量超3500万吨,已规划建设超300个可再生能源制氢项目,72个在建、建成的项目总产能超20万吨/年在氢能供给上具有巨大潜力。
此外用解水制氢成本稳中有降,在内蒙古鄂尔多斯等地,随着光伏、风电度电成本的下降,电解水制氢的经济性大幅提升。
在储运环节,目前我国氢气的储运主要以20兆帕高压长管拖车高压气态运输方式为主,同时开展纯氢管道输氢和天然气管道掺氢的运输方式。
在加注环节,全国已建成加氢站数量超过350座,约占全球总数的40%,位居世界第一,35兆帕智能快速加氢机和70兆帕T本式移动加氢站技术获得突破。
在应用领域,我国氢能以交通领域为突破口快速发展,其他领域不断取得突破,部分国产化装备竞争力提升明显。
交通方面,氢燃料电池汽车保有量超万辆,已成为全球最大的氢燃料电池商用车生产和应用市场。
工业方面,氢基化工规模化试点落地,氢冶金技术示范项目开启。
能源方面,发电与热电联产完成重点技术试点示范。
建筑方面,全国首个氢能进万家智慧能源示范社区项目在佛山落地,后期将试点光伏发电耦合电解水制氢装备,并接入局域氢气管网。
除氢工艺规范

除氢工艺规范运用现代技术加速实现清洁能源转型清洁能源转型是当今世界面临的一个重要挑战。
随着全球对环境保护的日益关注以及传统能源资源的枯竭,氢能作为一种清洁能源备受瞩目。
除氢工艺规范的出台,将在加速实现清洁能源转型的过程中发挥重要作用。
一、氢能的优势和应用前景氢能作为一种无污染、可持续、高效能源,具有多项优势。
首先,氢能可以提供大量清洁的能源,使得能源供应更加稳定可靠。
其次,氢能的产生和利用过程中几乎不排放任何有害气体,彻底解决了传统燃料燃烧产生的环境问题。
此外,氢能在储存和运输方面具有灵活性,可以满足不同场景下的需求。
在未来,氢能有广泛的应用前景。
首先,氢能可以应用于交通领域,用于代替传统燃油驱动汽车。
由于不会产生尾气排放,氢能汽车是解决城市空气污染问题的理想选择。
其次,氢能还可以用于热能供应领域,例如替代工业生产中的天然气或煤炭,减少温室气体的排放。
此外,氢能也可以应用于电力行业,用于储能或者直接供应电力。
二、除氢工艺规范的重要性除氢工艺规范的制定和执行对于推动氢能产业的发展至关重要。
首先,规范的制定可以确保氢能生产的安全性。
氢气具有一定的爆炸性和可燃性,对于其生产过程需要严格的操作规范和安全措施,以防止事故的发生。
其次,规范的制定可以确保氢能生产的高效性。
规范的执行可以提高生产效率,并确保产品质量的稳定和可靠。
最后,规范的制定还有利于提高氢能产业的标准化程度,降低生产成本,促进氢能的快速普及和应用。
三、除氢工艺规范的内容和要求除氢工艺规范包括对氢能生产的各个环节进行规范和要求。
首先,对于氢气的生产过程,规范应包括原料的选择、处理和储存,以及反应条件、催化剂的选择和使用等方面的要求。
其次,对于氢气的储存和运输,规范应包括储存容器的设计和操作要求,以及运输车辆的规范和技术要求。
最后,对于氢气的使用过程,规范应包括氢能设备的安全操作规范、应急处理措施等方面的要求。
除氢工艺规范的制定需要多方共同参与,包括政府部门、科研机构、能源企业以及相关行业协会等。
中国氢能产业发展的机遇、挑战及对策建议

中国氢能产业发展的机遇、挑战及对策建议作者:卢琛钰孙浩天田泽普来源:《新经济导刊》 2021年第3期卢琛钰孙浩天田泽普摘要:氢能是实现多领域深度清洁脱碳的重要路径,正在成为全球能源技术革命和战略转型的重要方向。
近年来,我国政府以燃料电池汽车示范应用为牵引,对氢能产业的支持力度持续加大,将其作为国家能源发展战略的重要组成部分。
“碳达峰、碳中和”宏伟目标的提出,为我国氢能产业的加速发展提供了重大机遇,但作为绿色低碳的战略性新兴产业,还需要从政策突破、科技创新、安全监管、绿色转型、社会认知等方面为其发展提供支持。
关键词:氢能;燃料电池;绿色低碳;能源政策随着全球能源紧缺和环境污染问题日益凸显,寻找清洁的、便捷的、来源丰富的可再生能源成为人类共同努力的目标。
氢能作为清洁、高效和安全的二次能源,可实现电、气、热等不同能源形式的相互转化,并在交通运输、工业用能、建筑供热供电等领域发挥积极作用,是推动传统化石能源清洁高效利用和支持可再生能源大规模可持续发展的理想媒介。
氢能产业正在成为全球能源技术革命和能源转型发展的重大战略方向。
一、中国氢能产业迎来良好的发展机遇发展氢能是我国实现“碳达峰、碳中和”目标、加快绿色低碳发展、全面提高资源利用效率的重要举措。
氢能与燃料电池产业链涉及氢的制储运加,燃料电池材料、部件和系统以及在交通、能源、工业等多个领域的广泛应用,带动效应强,全产业链产值增长潜力大。
通过发展氢能,将有利于推动建立一个包含技术研发、工业生产、市场应用和社会配套的氢经济系统和氢能社会,对我国实现国内国际双循环、保障能源安全和经济安全具有重要的战略意义。
(一)国家重视,各地方积极推进氢能产业布局我国在2006 年就将氢能与燃料电池写入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中,此后一系列的规划和政策,更加显示出国家对氢能及燃料电池的重视。
近年来,我国将氢能作为国家能源发展战略的重要组成部分,对氢能产业的支持力度持续加大。
以能源转型为动力促进新质生产力发展

以能源转型为动力促进新质生产力发展作者:王哲来源:《中国报道》2024年第04期可再生能源装机首次超过煤电,光伏、风电、生物质能发电技术领跑全球……新能源是我国实现“双碳”目标的先锋队,是解决能源发展系列挑战的主力军,中国已超额兑现二氧化碳减排第一阶段国家自主贡献承诺,中国制造极大推动了可再生能源替代的进程。
2月29日,习近平总书记在中共中央政治局第十二次集体学习时对大力推动我国新能源高质量发展提出了一系列部署要求。
新能源是形成和发展新质生产力的重要领域,将在未来的能源供应体系中发挥越来越重要的作用,发展空间广阔。
全国两会期间,《中国报道》记者就能源行业如何推动重大部署落地,处理好全局与局部、政府与市场、能源开发和节约利用的关系,进一步推动中国新能源企业成为全球能源转型的主力军等代表委员广泛关注的热点话题进行了专题采访。
当前,积极发展清洁能源,推动经济社会绿色低碳转型,已成为国际社会应对全球气候变化的普遍共識。
在“双碳”目标背景下,汽车电动化、能源消费电力化、电力生产清洁化是实现目标的最核心实施路径。
未来新型电力系统中,以风电、光伏为代表的可再生能源占比将大幅提升,电力行业将实现深度低碳、零碳。
同时,工业、交通和建筑等部门的用电需求进一步增加,全社会电气化水平持续提升,低碳电力将推动消费端持续降碳、脱碳。
“中国制造的光伏、风电产品和相应的资本走向世界,一方面支撑并大大加快了发达国家的能源转型速度,另一方面帮助‘一带一路’共建国家及广大的欠发达国家和地区跨过先污染后治理的老路,踏入到可持续发展的快车道。
”全国人大代表、通威集团董事局主席刘汉元接受《中国报道》记者采访时说,随着电能在终端能源消费中占比持续攀升,企业电力消费碳排放核算的重要性愈加凸显,应建立电网碳排放因子数据库,完善绿色电力交易机制。
刘汉元表示,开展监测和精准量化电力消费的碳排放,是反映我国工业企业碳排放现状及减排进程的重要基础工作,是提升企业绿电消费积极性,帮助企业降低间接碳排放,推动企业绿色低碳转型的切实抓手,也是体现工业出口产品低碳竞争力,应对国际“碳壁垒”的最佳措施。
氢能在低碳能源转型中发挥的作用

氢能在低碳能源转型中发挥的作用氢能,这个词听起来就很高大上,其实它就是我们日常生活中的一种能源。
你知道吗?氢能在低碳能源转型中发挥的作用可大了!今天,我就来给大家普及一下氢能的知识,看看它是如何帮助我们实现低碳环保的。
我们要了解什么是氢能。
简单来说,氢能就是氢气通过燃烧产生的热能,这种热能可以用于发电、供暖等。
氢气是一种非常纯净的能源,它的燃烧产物只有水蒸气,对环境没有任何污染。
所以,氢能在低碳能源转型中发挥着举足轻重的作用。
那么,氢能在低碳能源转型中具体是怎么发挥作用的呢?接下来,我就要给大家详细介绍一下。
我们来看一下氢能在发电方面的作用。
现在,我们国家正大力发展清洁能源,其中包括水电、风电、太阳能等。
但是,这些能源都有一定的局限性,比如太阳能和风能受天气影响较大,而水力发电则需要有水源。
而氢能在这些领域都可以发挥巨大作用。
通过燃烧氢气,我们可以产生大量的电能,这样就可以弥补其他清洁能源的不足。
而且,氢气的储存和运输都非常方便,这使得氢能在电力领域的应用更加广泛。
氢能在交通领域也有着重要的作用。
现在,全球气候变化问题日益严重,空气质量也越来越差。
汽车尾气是造成空气污染的主要原因之一。
而氢燃料电池汽车作为一种新型的绿色交通工具,可以有效地减少尾气排放。
氢燃料电池汽车的工作原理是:通过氢气和氧气的反应产生电能,从而驱动汽车行驶。
这种汽车不仅不会产生有害气体,而且运行过程中噪音很小,对环境几乎没有影响。
因此,推广氢燃料电池汽车对于改善空气质量、减少温室气体排放具有重要意义。
氢能在建筑领域也有着潜在的应用价值。
随着城市化进程的加快,建筑物的能耗也在不断增加。
而氢能作为一种高效、环保的能源,可以在建筑领域发挥重要作用。
例如,我们可以使用氢能热水器为居民提供热水;在冬季,我们可以将氢能转化为热能供暖;在夏季,我们可以将氢能转化为电能驱动空调等。
这样一来,不仅可以降低建筑物的能耗,还可以减少对传统能源的依赖。
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氢能理事会发布《氢能如何推动能源转型》2017年1月,氢能理事会发布《氢能如何推动能源转型》,在此本订阅号的小编对报告的正文全文分享给大家,欢迎大家转发扩散,更多内容请移至文末获取报告下载地址。
前言——氢能如何推动能源转型2015年12月12日,巴黎:195个国家签署了一项具有法律约束力的协议,旨在将全球气候变暖控制在2°C以下——这一雄心勃勃的目标要求全球经济体对全世界的多数能源系统都要实施脱碳。
能源转型面临着诸多挑战。
我们必须建造和集成大量的可再生能源利用设施,同时确保能源供应和系统的韧性。
终端用能部门,如运输,必须实现大规模脱碳。
在这种背景下,我们认为现在非常有必要重视和重申氢能解决方案的独特优势。
氢和燃料电池技术具有很大的潜力来实现能源系统向清洁、低碳方向转型。
完成这一能源转型将大大减少温室气体排放和提高空气质量。
我们为了支持和推动氢能的发展,成立了氢能理事会。
这个团体有13个成员单位,分别来自于全球不同的工业和能源部门。
我们致力于在世界范围内,引导氢和燃料电池解决方案的加速发展。
氢是一种用途广泛、清洁、安全的能量载体,可以作为动力燃料或工业原料。
它可以产自于(可再生的)电力和脱碳的化石燃料。
氢在使用时可实现零排放。
它可以以高能量密度的液态或气态形式储存和运输。
它可以燃烧或者用于燃料电池中以产生热量和电力。
在本文中,我们探讨了氢在能源转型中的作用,包括其潜力、最近已取得的进展以及未来面临的挑战。
在政策制定者、私营部门和社会的支持下,我们还提供了相关建议,以确保加速推进氢能技术应用的条件达成。
我们氢能理事会相信,氢能在实现能源转型方面有非常大的潜力。
为了使其充分发挥这种潜力,我们希望得到政策制定者们的支持,以克服现有障碍。
氢能技术的推广需要多方的努力,氢能理事会成员愿意进一步增加投资。
这样,我们有望看到稳定的长期监管框架、针对性的协调、激励政策,以及制定和协调在政治层面必要的行业标准的各项举措。
我们希望政府和主要社会利益相关方也认识到氢能对能源转型的重要作用,并和我们一道制定有效的实施计划,从而使氢能的应用大获成功。
第一章能源转型——必经之路,全球性的挑战全世界广泛理解和认同能源转型的必要性。
然而,能源转型所涉及的问题和挑战需要大家共同努力去解决。
氢能提供了一种清洁、可持续、灵活的能源选择方案,可以克服阻碍经济向韧性、低碳发展的多种障碍,因此很有可能成为能源转型的强大推动者。
世界需要一种更清洁、更可持续的能源系统。
除非能源系统在电力生产到终端用户的各个方面都发生变化,否则全球气候将在未来50到100年持续受到负面影响。
在一切照旧的情形下,排放的温室气体将导致全球平均气温上升约4°C。
反过来,这将升高海平面,改变气候带,使极端天气和干旱更加频繁等等,这些都会对全球的生态、社会和经济系统产生影响。
通过让我们的能源系统排放更少的温室气体和颗粒物,变得更加可持续,甚至在能源生产和消费方面实现循环利用,我们可以缓解气候变化。
这一概念得到了全球的广泛支持。
国际社会在多项国际协议中接受了这一想法,包括可持续发展目标(SDGs)、第三届世界人居大会(Habitat III)和巴黎的第21届联合国气候变化大会(COP21)。
在巴黎气候大会中,195个国家通过了第一个具有法律约束力的全球气候协议。
它旨在保持“相较于工业化前水平,全球平均气温的上升幅度控制在2°C以内,并努力将温升控制在1.5°C以内”。
面对这雄心勃勃的目标,当前的努力显然还不够。
在巴黎气候大会中达成的削减CO2排放的各国计划也还有必要进一步强化。
到2100年,这些计划将使全球平均气温升幅远高于2°C。
将全球温升控制在2°C要求到2100年全球累计能源相关的碳排放量需要控制在900 Gt左右。
当前,全球每年能源相关的碳排放量为34 Gt,这意味着2050年就会达到碳排放量的上限值。
与此同时,世界正面临短期内降低空气污染水平的迫切需求。
根据世界卫生组织的数据,全球仅有1%的人口居住在污染物排放达标的地区。
现在急需要采取行动。
为了实现COP21、Habitat III和SDGs中多方制定的雄伟目标,全世界需要实施有史以来最大的能源变革:将能源供应和消费从不可再生的碳基能源结构向清洁、低碳转型。
为了实现能源系统的脱碳,需要从四个方面努力:提高能源效率,开发可再生能源,转用低碳/零碳能量载体,以及实施碳捕集与封存(CCS)以及利用(CCU)。
这将从根本上改变能源供需结构。
如今,化石燃料在一次消费中的占比为82%;可再生能源占比14%,核能4%。
尽管未来能源利用效率会有所提高,但由于人口和经济增长,到2050年能源需求仍将增加16%。
到2050年,可再生能源在整体能源中的比重与现有水平相比将增加3至5倍。
但同时,化石燃料仍将占较大的比重(部分采用碳捕集与封存技术减少或避免碳排放)。
我们需要一种新的能量载体将比例日益增长的脱碳能源传输到能源消费侧,同时保证为终端用户提供的能源服务水平(居民,工业和运输)。
两种能量载体有望对能源脱碳和实施变革产生重要影响,即电力和氢能。
能源转型需要克服五大挑战过渡到低碳经济需要一个转型范式(见附录I),同时需要大规模的投资。
未来的挑战来自五个方面——氢能将在克服这些挑战的过程中扮演重要角色(图1)。
图1 氢能作为零碳能量载体,助力应对能源转型中的五大挑战1. 在发电侧逐渐增多的可再生能源导致电力供应和需求的不平衡。
通过间歇可再生能源发电以及电力需求的增加,使得电力系统极度紧张。
电网容量、间歇性、以及低碳能源季节性(数周至数月)储存和备用发电容量的应用将是需要应对的挑战。
氢能有助于优化消纳可再生能源的电力系统,从而进一步提高可再生能源比例。
电解通过消耗(过剩的)电能产生氢能,然后通过在其他方面(运输,工业,居民供热)利用或储存起来而产生价值。
氢能有潜力进一步提高可再生能源投资的经济效益,增强能源供应安全,并作为无碳季节性储能,当可再生能源生产能力不足和能源需求量大时(如欧洲冬季)供能。
2. 为了确保能源供应安全,全球和区域的能源基础设施需要重大转型。
今天,全球约30%的一次能源供应跨境交易,包括多个能源品种(石油,天然气,煤炭和电力)。
由于世界不同地区的可再生能源资源和生产情况不同,而且电力的“存储能力”有限,因此能源交易的需求将持续存在。
一个运作良好的跨境能源基础设施系统对于保障能源供应安全至关重要。
一个国家内的地区或城市的能源系统也将发生变化:集中式和分散式相结合的新型能源供应方式将会出现,从而更加体现了对能源基础设施进行调整的必要性。
氢能可以提供一种经济效益好、清洁的能源基础设施系统,有助于提高地方和国家层面的能源供应安全。
氢能是一种在城市和区域间高效(再)分配能源的重要能量载体,它可以依托轮船、管道或罐装车等多种运输方式。
3. 把化石燃料作为能源系统的缓冲物将不足以确保系统的顺利运转。
一般来说,缓冲能源容量只有达到世界年能源需求的15%左右时,才能保证能源系统的平稳运转。
缓冲能源可以吸收供应链的冲击,在国家层面提供战略储备,预防供需失衡。
当前,化石能源提供了大部分的存储容量。
但随着全社会电气化程度的提高,这些储备将不足以确保为终端用户提供稳定的能源供应。
由于在传输方面具有良好的存储特性和灵活性,氢能是一种可行的、清洁的、在未来可以很好地应用能源缓冲挑战的方案。
、4. 部分终端用能场景很难通过电网或者蓄电池实现电气化,尤其是在长距离运输等领域。
在很多领域,直接电气化会存在技术上的挑战,甚至在碳排放成本较高时出现不经济的情况,例如在重型运输、非电气化铁路、远洋运输和航空领域,还包括一些能源密集型行业。
在其他领域,即使技术上可行,直接电气化也不一定能够总是满足性能要求和充电的便利性,比如轻型车辆。
在很多领域(不仅限于上述领域),技术或经济上的问题限制了直接电气化的应用,此时氢能可以提供一个可行的解决方案。
5. 可再生能源无法替代石油化工行业中的所有化石原料。
用于生产化工产品的化石燃料在其生命周期结束时会引起(二氧化碳)排放,如将塑料进行焚烧处理时。
这些延迟排放也需要进行脱碳处理。
将氢能与碳捕集相结合,可以产生碳氢化合物,从而像石油和天然气一样作为化工原料。
因此,氢能也有助于将碳捕集和利用(CCU)付诸实践,从而减少水泥等高碳行业的二氧化碳排放。
总之,为了克服当今能源系统面临的各种挑战,氢能由于其独特性质将成为一种非常有应用前景的解决方案。
如果采用可再生能源电解、生物沼气蒸汽甲烷重整(SMR)或者蒸汽甲烷重整配备CCS/CCU等方式制氢,那么氢能的生产将没有任何碳足迹产生。
氢气的性质使得它能够用于发电和/或者供热,利用方式有燃料电池、热电联产(CHPs)、燃烧器或者改进的燃气轮机。
由于其化学性质,它也能够用于化工过程原料,包括生产氨和甲醇。
氢气在燃烧时不会产生硫化物或污染物颗粒,只有有限的氮氧化物。
对于车载燃料电池,氢能在利用过程中不产生任何排放,且比传统发动机噪音更小。
氢能一般存储在罐体中,与同等尺寸的电池相比更加轻盈,且能够储存更多的能量,在能量储存和分配方面有更加明显的优势。
(有关氢的更多信息,请参阅附录II-氢气要点。
)第二章能源转型中氢能的作用氢能的独特优势使其成为能源转型的强大推动因素,发展氢能将会对能源系统和终端用能领域带来诸多益处(如图2所示)。
图2 氢能在多个行业中起到减少碳排放的作用1. 实现大规模、高效的可再生能源消纳在电力系统中,变动的电力供应和需求在时间上并不能很好地相互匹配(无论是日间,还是季节间)。
提高间歇性的比例至目标水平(40%以上)将对电力系统的灵活性提出更高要求。
逐步提高的电气化程度和电能有限的存储能力将需要更有效的储能方案。
为了解决各方面的问题,我们提出了不同的解决方案,如电网升级改造和用于尽量实现短期或长期电力供需平衡的技术,如灵活性备用发电机组、需求侧管理、储能等。
氢能在这方面具有独特优势,它可以避免产生CO2和颗粒物排放,可以大规模利用,还广泛适用于各种场景。
氢能可以通过两种方式来提高能源系统的效率和灵活性(如图3所示):i. 当电能过剩时,可以通过电解将多余的电能转化为氢气。
产生的氢可以在电力供应不足时提供备用电力,也可以用于其他能源消耗领域,如交通运输、工业或居民等。
通过这种方式可以充分利用过剩电能。
如果不通过氢能技术进行补充利用,可再生能源存在丢弃的可能性将非常大。
以德国为例,预计到2050年,德国可再生能源发电比例将达到90%时,预计可再生能源弃量将达到170 TWh/年以上,相当于用氢气为德国乘用车提供燃料对应能量的一半左右。
这意味着可以采用约60GW的电解功率对这一部分电能进行充分利用,并产生较好的经济效益(经济性在一定程度上取决于电网互联的水平)。