2022年初,國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》,首次將氫定義為一種綠色低碳的二次能源。氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源,對(duì)構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo),具有重要意義。
雖然氫能是清潔的可再生能源,在釋放能量的過(guò)程中沒(méi)有碳排放,但目前生產(chǎn)氫能的過(guò)程卻并不是百分之百“零碳”。氫元素在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中,而氫能作為一種二次能源,需要通過(guò)制氫技術(shù)進(jìn)行提取。目前,現(xiàn)有制氫技術(shù)大多依賴(lài)化石能源,無(wú)法避免碳排放。而根據(jù)氫能生產(chǎn)來(lái)源和生產(chǎn)過(guò)程中的排放情況,人們又將氫能分別冠以灰氫、藍(lán)氫、綠氫之稱(chēng)。從天然氣或煤炭中提取的氫被稱(chēng)為“灰氫”,提取過(guò)程每年排放8.3億噸二氧化碳;把二氧化碳通過(guò)捕集、埋存、利用,從而避免大量排放的氫,被稱(chēng)為“藍(lán)氫”。所謂綠氫,則是指利用可再生能源分解水得到的氫氣,其燃燒時(shí)只產(chǎn)生水,從源頭上實(shí)現(xiàn)了二氧化碳零排放,是純正的綠色新能源。
目前,穩(wěn)定、快速、大批量制取綠氫的技術(shù)路線(xiàn)主要為電解水,具體可以分為堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水和固體氧化物電解水三類(lèi)。堿性電解水是當(dāng)前的主流技術(shù),需要保證兩個(gè)電極的壓力均衡,以防止氫氧混合產(chǎn)生危險(xiǎn),存在難以與具有快速波動(dòng)特性的可再生能源發(fā)電配合的缺點(diǎn);質(zhì)子交換膜電解槽在運(yùn)行中具有更好的靈活性和反應(yīng)性,但需要鉑和銥等貴金屬,未來(lái)需進(jìn)一步降低貴金屬使用量或發(fā)掘成本低廉的催化劑;固體氧化物電解水制氫技術(shù)具有更高的理論效率,但仍處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段,未來(lái)的發(fā)展?jié)摿^大。
如果以相同的能源當(dāng)量對(duì)比價(jià)格較高的天然氣,氫能已具備成本優(yōu)勢(shì)。相關(guān)人員表示,氫能成本80%是電動(dòng)的成本,也就是電解水制氫過(guò)程中的電力成本。另外20%的成本是電解氫的裝備折舊的費(fèi)用。
針對(duì)綠氫產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展方向,中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高認(rèn)為,“我們現(xiàn)在正經(jīng)歷第三次能源革命。在這次能源革命中,氫和電一樣,是最重要的能源載體,也是實(shí)現(xiàn)'碳達(dá)峰'和'碳中和'的能源主體,要從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)兩個(gè)角度,做好長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,推動(dòng)綠氫的發(fā)展?!?/span>
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