可再生能源制氢占比仅为1%,氢来源亟待“绿化”
来源:经济日报
7月29日,由中国电力企业联合会指导、协鑫(集团)控股有限公司(下称协鑫集团)主办的氢能产业发展论坛暨协鑫氢能战略发布会在京举行。中国能源研究会副理事长吴吟表示,能源行业排放占到全球温室气体排放总量的2/3,实现双碳目标的关键在能源。能源低碳发展有两大路径:化石能源低碳利用和大力发展可再生能源。当前,G20集团中已经有9个国家和地区发布了氢能发展战略,还有7个国家和地区正在开展前期研究。氢能产业呈现出良好发展态势, 科技 进步日新月异、应用场景层出不穷,未来氢能将在钢铁、能源、交通和建筑等领域广泛应用。
根据中国氢能联盟预测,到2030年,我国氢气的年需求量将达到3715万吨左右,在终端能源消费中占比约5%;到2060年,我国氢气的年需求将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约20%。
中国电力企业联合会专职副理事长安洪光表示,通过新能源与氢能的耦合,可助力高比例清洁能源电力系统的稳定运行,解决长时间清洁能源处理和负荷需求的平衡问题,帮助难以减排领域深度脱碳。在他看来,“十四五”时期,将是我国碳达峰“窗口期”、氢能产业发展的发力期,也是氢能市场的培育期和氢能技术的追赶期。
随着减碳行动的开展和各项政策的加持,氢能发展势不可挡。据不完全统计,迄今已有河南、山西、湖北、安徽等超过30个省市对氢能产业发展作出了明确部署,有的还制定了详细的时间表、路线图和任务书。可再生能源制氢、燃料电池 汽车 示范城市群、加氢站建设等项目成行业投资热点。
氢从何处来?在碳达峰、碳中和目标下,回答好这一问题尤为重要。
根据不同的制取方式和碳排放量,氢能被分为灰氢、蓝氢和绿氢。2020年我国氢气来源中,62%为煤制氢,19%天然气制氢,仅有1%的可再生能源制氢,氢来源亟待“绿化”。中国工程院原副院长杜祥琬强调,氢能产业要实现高质量、可持续发展,其核心准则是从源头做到可持续,将波动性、间歇性的风能、太阳能转换为氢能,有利于储能和传输,具有零排放、零污染和可持续优势。
高成本是当前可再生能源制氢大规模推广的主要难题。“降低氢能使用成本是产业发展的关键所在。”在中国石油和化学工业规划院新能源发展研究中心主任刘思明看来,我国氢能产业急需模式创新,依托海外优质天然气资源,转化为氢气具有成本竞争力,国内京津冀、长三角、珠三角氢能产业率先发展,用氢也应避免长距离陆运。他认为,未来国内氢能市场将以“工业副产氢+短距离运输”模式为主,海外将以“优质资源转化蓝氢+长距离化学品载体运输”模式为主。
会议现场,协鑫集团旗下协鑫新能源正式对外发布公司氢能战略。根据规划,协鑫新能源氢能战略由蓝氢和绿氢两部分构成。具体而言,蓝氢目标――首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;绿氢目标――计划到2025年建设100座综合能源站,达到40万吨年产能。
协鑫集团董事长朱共山表示,从空间结构上讲,在东部、南部等负荷中心发展蓝氢,在中西部地区等新能源大基地发展绿氢,一蓝一绿,协同发展。“协鑫新能源将打造不依赖补贴,完全市场化的零碳 科技 先锋企业,做全球综合实力领先的绿氢与蓝氢综合运营服务商。”
因为直接用可再生能源发电导致电网的调峰压力非常大,巨大。弃风弃光弃水问题很严重。储能是提高电网调节能力的最佳手段之一。目前应用最多的是抽水蓄能,其次也有储热、电化学电池、压缩空气的各种技术路线。
本质上电制氢也是储能的一种。在电网下调峰能力不足的时候(即出现弃电的时候),将弃电部分用来制氢,或者在夜间负荷低的时候,用低价电制氢,在需要的时候,不管是发电还是直接燃烧,取用储存的能量。
用氢作为能源发电,两步过程中能量难免会有损失,但是其实仔细琢磨一下,还是可行的,主要是得采用廉价易得的电能来电解之制氢,像大规模的太阳能、风能都是很好的清洁能源。
提高电解制氢的效率后,能量从太阳能转移到氢能源里。由于氢气能量密度大,移动性好,不受天气影响,所以用氢气作为汽车的驱动能源还是很不错的选择,清洁环保。这其中最主要的还是得提高制氢的效率和氢转化为电和动力的效率。
可再生能源制氢的用处
可再生能源制氢有它的优势,采用了可再生能源,以风光水等等可再生能源为载体,以氢气作为一个二次能源的载体,在能源转型中可以和电力互为补充,以实现工业、建筑、电力、交通运输等产业互联。
目前广泛使用的氢源主来自化石燃料、电解水和化工副产氢。此外,生物质制氢、核能制氢和光催化制氢正在研究,还没达到工业化应用的水平。可再生能源制氢只能选择电解水制氢,化石燃料制氢和化工副产氢都是有碳排放的。
1、蒸汽甲烷重整
蒸汽甲烷重整(SMR)是一种从主要是甲烷的天然气中生产氢气的方法。它是目前最便宜的工业氢气来源。世界上近50%的氢气是通过这种方法生产的。该过程包括在蒸汽和镍催化剂存在下将气体加热到700–1100°C之间。
产生的吸热反应分解甲烷分子并形成一氧化碳CO和氢气H2。然后一氧化碳气体可以与蒸汽一起通过氧化铁或其他氧化物并进行水煤气变换反应以获得更多量的H2.这个过程的缺点是它的副产品是CO2、CO和其他温室气体的主要大气释放。
根据原料(天然气、富气、石脑油等)的质量,生产一吨氢气还会产生9至12吨CO2,这是一种可能被捕获的温室气体。
根据原料(天然气、富气、石脑油等)的质量,生产一吨氢气还会产生9至12吨CO2,这是一种可能被捕获的温室气体。
2、甲烷热解
说明甲烷热解的输入和输出,这是一种生产氢气且无温室气体的高效一步法
甲烷的热解是从天然气中生产氢气的过程。通过流过“气泡塔”中的熔融金属催化剂,氢气分离在一个步骤中进行。这是一种“无温室气体”方法,用于测量潜在的低成本氢气生产,以衡量其扩大规模和大规模运营的能力。 该过程在更高的温度(1065°C或1950°F)下进行。
3、电解
电解包括使用电将水分解成氢气和氧气。水的电解效率为70-80%(转化损失为20-30%) ,而天然气的蒸汽重整的热效率在70-85%之间。 电解的电效率预计将在2030年之前达到82-86% ,同时随着该领域的进展继续加快,同时也保持耐用性。
水电解可以在50–80°C之间运行,而蒸汽甲烷重整需要700–1100°C之间的温度。 两种方法的区别在于使用的一次能源;电力(用于电解)或天然气(用于蒸汽甲烷重整)。
环境影响
截至2020年,大部分氢气由化石燃料生产,导致二氧化碳排放。当排放物释放到大气中时,这通常被称为灰氢,当通过碳捕获和储存(CCS)捕获排放物时,这通常被称为蓝氢。
假设美国上游和中游的甲烷泄漏率和生产通过蒸汽甲烷重整器(SMR)改装了二氧化碳捕获装置。使用具有二氧化碳捕获功能的自热重整器(ATR)可以在令人满意的能源效率下实现更高的捕获率,并且生命周期评估表明,与具有二氧化碳捕获功能的SMR相比,此类工厂的温室气体排放量更低。
经评估,在欧洲应用ATR技术与二氧化碳的综合捕获相比,其温室气体排放量低于燃烧天然气,例如,H21项目报告称,由于二氧化碳强度降低了68%,因此温室气体排放量减少了68%。天然气与更适合捕获二氧化碳的反应器类型相结合。
使用较新的无污染技术甲烷热解生产的氢气通常被称为绿松石氢气。高质量的氢气直接由天然气生产,相关的无污染固体碳不会释放到大气中,然后可以出售用于工业用途或储存在垃圾填埋场。
由可再生能源生产的氢气通常被称为绿色氢气。有两种从可再生能源生产氢气的实用方法。一种是电制气,其中电力用于电解水制氢,另一种是利用垃圾填埋气在蒸汽重整器中制氢。当由风能或太阳能等可再生能源生产时,氢燃料是一种可再生燃料。
通过电解由核能产生的氢有时被视为绿色氢的一个子集,但也可以称为粉红色氢。奥斯卡港核电站于2022年1月达成协议,以每天公斤的数量级供应商业粉红色氢气。
我国可再生能源制氢将会在2030年实现平价,相信大家对于氢能还没有一个具体的了解。随着我国的发展和经济实力的不断提高,科学技术也是变得越来越高级,对于很多资源也是实现了可以再生,因为现在很多资源在使用的过程中会对我们的环境产生破坏,比如煤炭。所以说我们也是在不断的开发出新的洁净能源。氢能就是这些能源当中的一种,在未来,它具有非常好的发展前景,所以在未来的生活当中,氢能可能会作为我们最主要的使用能源出现。
首先我们要对氢能源有一定的了解,氢能源就是可再生的二次能源,它能够通过一些可再生的方式从其他反应那里制出来氢能源,这也是它之所以是清洁能源的主要原因,因为我们知道,很多能源是不可再生的,就比如说煤炭,如果说我们对于煤炭过度开采的话,那么肯定会出现匮乏的现象,因为煤炭作为自然资源,它是长期储藏在地下的并且不会再生。如果我们对它过度使用的话,肯定有一天会出现灭绝的现象,氢能并不会,它属于可再生能源,我们使用完以后可以从其他的反应当中来制取这样就能够达到一个循环的作用,也是出于这个角度亲能才会被作为是清洁能源被开发。
当氢能实现平价以后将会有非同凡响的意义,首先对于我们国家来说就会实现一更高级的能源使用形式。因为氢能是可再生的清洁能源。所以说在未来将会让我们的科学研究变得更加高效,且清洁将不会再对我们的生活环境产生破坏。在近几年因为过于注重国家的发展,而忽略了能源对于环境的破坏,导致我们现在的生态环境已经发生了质的改变,温室效应的影响也是越来越严重。所以氢能能的出现将会在很大程度上改变这样的局面,并且也会被其他国家所效仿,这就是氢能最大的用处。
其次就是在它实现平价之后,将会有更多的人能够使用的起亲能,在之前我们仅有煤炭的时候,很多人就因为经济实力的原因,没有使用煤炭的经济条件。再到现在大家都普遍使用天然气,也仍然有一些贫困地区依然无法享受到这一待遇。那么在未来,如果说氢能能够实现平价的话,我国的大部分居民都会有生活条件来使用如此清洁的可再生能源,这将会对大家的生活和各方面带来很多的便利,并且还会节省大家的金钱,对于提高我们国家的居民水平有很大的帮助。
人们利用完了以后,现阶段不可能再生的能源资源,像煤,石油,天然气这样的能源用完就消失了是不可再生能源。
二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源,包括电能、汽油、液化石油气,饥能等。
酒精的主要成分都是乙醇。属于二次能源,应该归纳为不可再生的能源
氢能应该算不可再生能源,因为用完了不可能在现阶段马上再合成。。。。
你说的:2次能源都应是不可再生能源,我觉得也是
问题二:为什么氢能是一次能源和可再生能源? 这个有点难回答啊
首先能源的获得过程可分为,一次,二次,最终和使用能源。一次能源就是直接从自然界中能获得,并使用的,如原油,天然气,而现在用的氢气绝大部分是工厂制备的,因此不能说是一次能源,而我们普通人使用的能源都叫使用能源,要对一次能源进行加工和运输。
能源可分为可再生和不可再生的能源,制氢的方法有两类,
1.利用不可再生资源制氢和利用可再生资源制氢。前者是利用石油、天然气、煤炭等资源的方法,由此生产出的氢气约占目前世界氢气生产总量的96%。这种氢气就是不可再生的。
2.剩余4%的氢气生产量,则基本由电解水来完成,而水是一种可再生资源。这种氢是可再生的。
问题三:氢气能源是可再生能源吗 可再生能源是指在自然界中可以不断再生,取之不尽,用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。像太阳能,风能,水能这些。。。。。
人们利用完了以后,现阶段不可能再生的能源资源,像煤,石油,天然气这样的能源用完就消失了是不可再生能源。
二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源,包括电能、汽油、液化石油气,氢能等。
酒精的主要成分都是乙醇。属于二次能源,应该归纳为不可再生的能源
氢能应该算不可再生能源,因为用完了不可能在现阶段马上再合成。。。。
你说的:2次能源都应是不可再生能源,我觉得也是
问题四:氢气是不是再生能源 氢气是可再生能源;
氢能是指氢气燃烧而释放出来的能量。自然界几乎没有氢能这种能源,因为自然界虽然含有丰富的氢,但几乎没有氢气。氢大都以化合物的形式存在,特别是水含有1/9质量的氢。水虽然含有氢,却不含有氢能。通常,人们通过电解把水分解成氢气和氧气,这个过程中电能转化为氢能。由于能量守恒,产生的氢能一定不会多于输入的电能(实际上由于发热损耗产生的氢能会少一些,大约为电能的80%左右)。氢气还可以用某些含氢的有机物通过化学或生物的方法制备出
来。这时的氢能来源于有机物的化学能或生物能,也比原来的能量少(大约为30%左右)。
问题五:下列能源不属于可再生能源的是()A.乙醇B.氢气C.沼气D.天然 A.乙醇属于生物质能,是可再生资源,故A错误; B.氢气可用水制取,是可再生资源,故B错误;C.沼气属于生物质能,是可再生资源,故C错误;D.石油、天然气和煤炭不能短期内从自然界得到补充的,是不可再生能源,故D正确.故选D.