風(fēng)、光、氫綠色低碳新能源體系

 

　　氫，元素周期表中的1號元素，廣泛存在于空氣、水、礦物燃料和各類碳水化合物中。氫氣的燃燒值很高，燃燒同等質(zhì)量的氫氣所放出的熱量是天然氣的2.56倍，普通汽油的2.95倍，且不會產(chǎn)生對有害的污染物。氫能被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N二次清潔能源。當(dāng)今，氫的制取、儲存、運輸、應(yīng)用技術(shù)成為全球關(guān)注的焦點。

 

　　根據(jù)氫氣制取過程的碳排放強度，氫氣被分為“灰氫”“藍(lán)氫”和“綠氫”。“灰氫”是指通過化石燃料產(chǎn)生的氫氣，在生產(chǎn)過程中有大量的二氧化碳排出，當(dāng)前“灰氫”處于氫氣市場的主流位置，約占全球氫氣產(chǎn)量的95%左右；“藍(lán)氫”是在“灰氫”的基礎(chǔ)上利用碳捕集和封存技術(shù)，減少了碳排放，實現(xiàn)低碳制氫；“綠氫”是通過清潔能源發(fā)電進(jìn)行電解水制氫，整個制氫過程零碳排放，被視為制氫的終極目標(biāo)。目前，我國的氫氣來源主要以化石燃料制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫為主，占比超過80%。在綠色低碳和能源轉(zhuǎn)型的背景下，“綠氫”成為未來的關(guān)鍵氫氣來源。目前，制“綠氫”的成本偏高，降低綠電價格、加強技術(shù)創(chuàng)新是降低“綠氫”成本的有效手段。

 

　　安全高效的氫儲運技術(shù)是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。氫氣儲存方式主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。氫氣的輸運方式主要有高壓氣態(tài)長管拖車運輸、液氫槽罐車運輸以及管道運輸。當(dāng)前，我國以高壓氣態(tài)儲氫、長管拖車運輸為主，適用于少量氫氣、短距離運輸?shù)男枰?。管道輸氫是實現(xiàn)氫氣的大規(guī)模、長距離、安全經(jīng)濟(jì)的理想運輸方式。液態(tài)儲氫是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將氫氣冷凍至-253℃以下變?yōu)橐后w，然后將其保存在特制的真空絕熱容器中。液態(tài)氫主要用于航天及軍事領(lǐng)域，能耗較高。固態(tài)儲氫是用一種固態(tài)的介質(zhì)與氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而存儲氫氣，在需要時釋放出來，具有體積儲氫密度高、安全性好、可長時存儲、解決“綠電”與“綠氫”靈活轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢，但是現(xiàn)在尚處于技術(shù)攻關(guān)階段。

 

　　氫能的用途廣泛，是重要的工業(yè)原料和能源介質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通和能源等領(lǐng)域。作為一種重要的工業(yè)原料，“綠氫”可用于替代化石燃料作為冶金、水泥和化工等工業(yè)領(lǐng)域的還原劑，消耗規(guī)模巨大。在建筑領(lǐng)域作為高品質(zhì)熱源，減少煤炭、天然氣等化石能源的消耗；交通被視為氫能應(yīng)用的先導(dǎo)領(lǐng)域，以氫燃料電池為動力，應(yīng)用于汽車、船舶、鐵路、航空等交通應(yīng)用場景，實現(xiàn)使用端的零碳排放。在能源領(lǐng)域，氫能具備能源和儲能的特點，助力可再生能源消納和大規(guī)模、長周期的儲能，用于發(fā)電調(diào)峰，解決了風(fēng)光電不穩(wěn)定的問題，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性和可靠性，從而保障能源安全和穩(wěn)定。

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