能源界網訊:近日,國家電投集團氫能公司技術總監梅武發表《世界氫能產業發展現狀與趨勢》主題演講。
能源綠色轉型和可持續成長是全球共識,隨著可再生能源的快速發展,可再生能源的高比例應用成為我國電能輸送、配用、消納的主要場景。
自2020年“雙碳”目標確立,氫能產業飛速發展,氫能在能源結構轉型中發揮著重要作用,作為能源載體,氫氣可以實現大規模儲能及能源的轉移和清潔利用,從根本上解決可再生能源高比例應用帶來的一系列問題。
梅武作為嘉賓分析了新型氫能產業鏈及其關鍵技術,并介紹了世界氫能產業發展現狀與趨勢——
中國是世界上最大的制氫國,2022年產氫量達3781萬噸,主要制法有化石燃料制氫(灰氫,CCS 藍氫)、工業副產氫和電解水制氫(綠氫)。新型氫能產業鏈就是綠氫產業鏈,包括上游制備、中游儲運和下游應用。
在制氫方面,梅武介紹,高電流密度和高溫是電解水制氫的主要發展趨勢,目前的四種電解水制氫技術中,各自都有發展空間,但PEM電解水發展空間更大,如在海上風電制氫中,PEM制氫更具優勢。但總體來看,各電解水技術取長補短,在不同的場景下競爭共存。
在氫儲運方面,其技術的要求是安全、高效、低成本,目前氫儲運的方法有高壓輸氫、低溫液氫輸氫、液態郵寄輸氫、甲醇液氨輸氫、管道輸氫等,其中管道輸氫可以根本性解決氫儲運問題。
在應用方面,燃料電池在交通和分布式發電領域都有應用。在氫能交通領域,國內目前重心在燃料電池中遠途、中重型商用車的示范應用以及飛機、船舶上。但目前國家開始著重推動氫燃料電池乘用車產業發展,其中一個原因就是工業化產業需要大規模的生產來降低成本。
綠氫通過制高附加值的化學原料、氫燃氣輪機、氫冶金來實現大規模消納。在綠氫大規模消納方面,梅武提出以下問題:1.新場景對傳統化工、發電、冶金技術的挑戰;2.技術經濟型的確立;3.碳排放的分類,包括可回避的和不可回避的,以及碳足跡追溯、碳足跡認證、碳資產管理。
目前氫能產業面臨著政策和技術的不確定性、價值鏈復雜性和基礎設施需求的多重挑戰。各國根據自己的能源稟賦和產業構造形成了車易化的氫能發展路線,但無論路線如何,目前大多都轉綠氫制綠氨、綠色甲醇方向上,以此更好地帶動綠氫產業規模化。
在國際大型綠氫項目方面,今年電解水制氫裝機量已達5.5GW,是2021年裝機量的4倍,在明年后年,船運方面將有過更多綠氫需求。儲運方面,日本正打造綠氫全球供應鏈。在規模化消納方面,世界上第一艘完全使用“綠色甲醇”燃料的集裝箱船已開啟首航。
在中國,自2022年國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》,明確了氫的能源屬性后,國內氫能產業發展提速。我國開始著手氫能基礎建設,如氫管網建設、西氣東運、東水西調等。此外綠氫項目放量高增,近兩年已立項的綠氫項目合計約達到 270 萬噸,電解水制氫裝備市場激增,2023年1-10月綠氫項目電解槽招標量達到 1.3GW。但現階段在技術及經濟方面依然存在問題,需要各研究院所、政府分擔風險,解決問題。