
氫能在能源轉型中的角色 1
?氫能(綠氫)與電力(綠電)均為二次能源,是雙碳目標戰略下的必然選擇。氫氣的利用由來已久,但并非是當前備受關注的交通和電力領域,而主要作為生產原料應用于工業領域。綠能來自于綠電,從能源效率的角度來說,優先使用電力,電力解決不了的問題再制氫,能源載體、低碳原料是氫能工業領域的核心用途。
?氫能的發展可以從“二次能源、能源載體、低碳原料”這3個角度切入,助推能源轉型進程:
?角度1 氫氣可作為高效低碳的二次能源:氫氣本身是一種高能源密度的二次能源(單位質量),同時也具有較強的電化學活性、可通過燃料電池進行發電。因此氫氣可應用于燃料電池汽車從而替代傳統燃油汽車,節約石油消費;也可以用于家用熱電聯產,減少電力和熱力需求;還可以直接將氫氣摻入到天然氣管網直接燃燒。
?角度2 氫氣可作為靈活智慧的能源載體:通過電解水制氫技術及氫氣與其他能源品種之間的轉化,可提高可再生能源的消納、提供長時間儲能、優化區域物質流和能量流,進而建立多能互補的能源發展新模式。比如,在區域電力冗余時,可通過電解水制氫將多余電力轉化為氫氣并儲存起來;在電力和熱力供應不足時,氫氣可以通過電化學反應發電、熱電聯供、直接燃燒等方式來實現電網和熱網供需平衡。
?角度3 氫氣可作為綠色清潔的工業原料:國際能源署、麥肯錫等機構都認為氫能將實現工業部門的深度脫碳,主要方式為應用氫能革新型工藝,可以大規模使用“綠氫”替代“灰氫”。氫氣直接還原鐵是氫能革新型工藝的典型代表,該工藝使用氫氣作為還原劑,將鐵礦石直接還原為海綿鐵,之后進入電爐煉鋼,從而節省了焦炭的使用、減少了因原料帶來的二氧化碳排放。“綠氫”替代“灰氫”是使用來自可再生能源的氫氣,來替代合成氨、甲醇生產過程中的化石能源制氫,進而實現深度脫碳。