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氢能的开发与利用正在引发一场深刻的能源革命

氢能的开发与利用正在引发一场深刻的能源革命

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  • 发布时间:2023-03-03 09:59
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氢能在交通、工业、建筑和电力等领域有着广阔的应用前景。

在运输部门,氢能被认为是减少长途运输、铁路、航空和航运中二氧化碳排放的最重要燃料之一。目前,中国主要生产氢燃料电池公交车和重型卡车,数量超过6000辆。在基础设施配套方面,中国已建成250多座氢站,占全球总量的40%,居世界第一。根据北京冬奥组委的数据,这些冬奥会展示了1000多辆氢燃料电池汽车的运行情况,配备了30多个氢加注站,这是世界上最大的燃料电池汽车示范应用。

目前,中国最大的氢能应用领域是工业领域。除了其能源和燃料财产外,氢能也是一种重要的工业原料。氢气可以代替焦炭和天然气作为还原剂,消除钢铁生产过程中的大部分碳排放。使用可再生能源电解水以生产氢气,然后合成氨、甲醇和其他化学产品,促进了化学工业中二氧化碳的显著减少和排放。

氢能与建筑的融合是近年来兴起的绿色建筑新概念。建筑业需要消耗大量的电能和热能,与交通和工业部门一起被列为中国的三大“主要能源消费者”。氢燃料电池的纯发电效率仅为50%左右,而热电联产的整体效率高达85°,而氢燃料电池为建筑物发电,可回收废热用于供暖和热水。当将氢气输送到建筑终端时,可以使用相对完整的国内天然气管网将氢气以低于20%的比例混合到天然气中,并输送到数千户家庭。据估计,到2050年,全球10%的建筑供暖和8%的建筑能源由氢气提供,每年可减少7亿吨二氧化碳。

在电能领域,由于可再生能源通过电、氢和电的转换而不稳定,氢可以成为一种新的储能形式。在低功耗期间,氢气通过电解来自过量可再生能源的水而产生,并以高压气体、低温液体、有机液体或固体材料的形式储存;在用电高峰期,储存的氢气通过燃料电池或氢涡轮机装置发电,然后连接到公共电网。然而,储氢容量更大,可达100万千瓦,储存时间更长。它可以根据太阳能、风能、水资源等的性能差异进行季节性存储。实现。2019年8月,中国首个兆瓦级氢储能项目在安徽六安启动,并于2022年成功并网。

同时,电氢耦合也将在中国建设现代能源系统中发挥重要作用。

从清洁低碳电气化的角度来看,大规模电气化是中国许多领域实现碳减排的有力途径,例如交通运输中的电动汽车,替代燃油车,建筑中的电加热,替代传统的锅炉加热。尽管如此,仍有一些行业难以通过直接电气化实现二氧化碳减排。最困难的行业包括钢铁、化工、公路运输、航运和航空。氢能具有能源燃料和工业原料的双重财产,在脱碳难的地区可以发挥重要作用。

从安全和效率的角度来看,氢能首先可以促进可再生能源的发展,并有效减少中国对石油和天然气进口的依赖;其次,氢能可用于化学能源储存和运输

 

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