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根據(jù)預(yù)測(cè)，2030年中國(guó)氫氣年需求將達(dá)到3715萬(wàn)噸，2060年碳中和氫氣年需求將達(dá)到1.3億噸，其中可再生能源制氫（綠氫）規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到1億噸。
北京冬奧會(huì)已經(jīng)落下帷幕，這次冬奧會(huì)不僅是冰雪盛宴，更是氫能盛會(huì)。
會(huì)議推薦：零碳世界、氫啟未來(lái)：2022中國(guó)（西部）氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)
與東京奧運(yùn)會(huì)只使用氫燃料的部分火炬相比，北京冬奧會(huì)用氫燃料取代了所有的火炬燃料，而北京冬奧會(huì)投入的氫燃料車(chē)輛數(shù)量約為東京奧運(yùn)會(huì)的兩倍。2月4日晚，在北京2022年冬奧會(huì)張家口賽區(qū)，由中國(guó)石油自主研發(fā)的綠氫也點(diǎn)燃了太子城的火炬平臺(tái)。這是本屆冬奧會(huì)唯一由綠氫點(diǎn)燃的火炬平臺(tái)，也是近百年冬奧會(huì)歷史上第一個(gè)以綠氫為燃料的火炬。
因此，綠氫進(jìn)入了公眾的視野。
綠氫是發(fā)展氫能的初衷。
什么是綠氫？
所謂綠氫，是指利用可再生能源分解水獲得的氫氣，燃燒時(shí)只產(chǎn)生水，從源頭上實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放。它是一種純正的綠色新能源，在全球能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著重要作用。
專(zhuān)家解釋說(shuō)，雖然氫能是一種清潔的可再生能源，在釋放能量的過(guò)程中沒(méi)有碳排放，但氫能的生產(chǎn)過(guò)程并不是100%“零碳”。
氫在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中，氫作為一種二次能源，需要通過(guò)制氫技術(shù)提取。目前，現(xiàn)有的制氫技術(shù)大多依賴(lài)化石能源，無(wú)法避免碳排放。根據(jù)氫能的來(lái)源和生產(chǎn)過(guò)程中的排放，人們稱(chēng)氫能為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。
灰氫是化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放二氧化碳。目前，市場(chǎng)上的氫氣大多是灰氫，約占全球氫氣產(chǎn)量的95%。
藍(lán)氫可以由煤或天然氣等化石燃料制成。在制備藍(lán)氫的過(guò)程中，可以捕獲、利用和封存二氧化碳副產(chǎn)品（CCUS)，實(shí)現(xiàn)碳中和。雖然天然氣也是化石燃料，在生產(chǎn)藍(lán)氫時(shí)也會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，但由于CCUS等先進(jìn)技術(shù)的使用，溫室氣體被捕獲，減少了對(duì)地球環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)了低排放生產(chǎn)。
“綠氫是發(fā)展氫能的初衷?！眹?guó)際氫能學(xué)會(huì)副主席、清華大學(xué)教授毛曾強(qiáng)曾強(qiáng)調(diào)，氫能的發(fā)展是為了能源的“去碳化”。只有通過(guò)無(wú)碳能源生產(chǎn)“綠氫”，才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
可以看出，雖然所有的顏色氫都將在未來(lái)發(fā)揮作用，但歸根結(jié)底，綠氫是最可持續(xù)和真正無(wú)碳的，因此它正成為全球氫能發(fā)展的焦點(diǎn)。
數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，全球綠氫項(xiàng)目約70個(gè)，其中吉瓦（GW）級(jí)項(xiàng)目已超過(guò)20個(gè)。去年，歐洲還提出了2024年6GW建設(shè)和2030年近40GW電解綠氫產(chǎn)能建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)。
國(guó)際投資銀行高盛全球投資研究部最近發(fā)布的報(bào)告《清潔氫革命》認(rèn)為，清潔氫是實(shí)現(xiàn)全球凈零排放路徑和各國(guó)能源結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵支柱。依靠清潔氫路徑，全球溫室氣體排放量可減少15%（二氧化碳排放量的20%）。報(bào)告稱(chēng)，全球30多個(gè)國(guó)家推出了氫戰(zhàn)略和路線(xiàn)圖，承諾到2030年，清潔氫的裝機(jī)容量將比2020年增加400多倍，綠氫的年均增長(zhǎng)率將提高50倍。
我國(guó)綠氫發(fā)展方興未艾
在綠氫火炬之前，我國(guó)綠氫開(kāi)發(fā)已初露端倪。
2020年1月，世界上第一個(gè)規(guī)?；?yáng)燃料合成示范項(xiàng)目在蘭州新區(qū)成功試車(chē)。該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)之一是中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科技大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)李燦團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的高效、低成本、長(zhǎng)壽命的規(guī)?；姶呋纸馑茪浼夹g(shù)。今年10月，世界上第一套“液態(tài)陽(yáng)光加氫站”一體化裝置示范成功。2021年底，中國(guó)首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)光伏綠氫示范工程在新疆庫(kù)車(chē)正式啟動(dòng)。
2020年12月21日，中國(guó)發(fā)布了《新時(shí)代的中國(guó)能源發(fā)展》白皮書(shū)，提出加快發(fā)展綠氫生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用等氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)裝備，促進(jìn)氫燃料電池技術(shù)鏈、氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，支持多場(chǎng)景儲(chǔ)能應(yīng)用，努力促進(jìn)儲(chǔ)能和可再生能源的互補(bǔ)發(fā)展。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)石油深圳新能源研究院院長(zhǎng)鄒才能介紹，早在2012年，中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)石油勘探院）就率先成立了納米技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，“在金旭博士的帶領(lǐng)下，該團(tuán)隊(duì)提前開(kāi)展了新能源材料與技術(shù)的研發(fā)。2017年，他們開(kāi)始關(guān)注電解水和光解水兩條技術(shù)路線(xiàn)。經(jīng)過(guò)五年的研發(fā)和儲(chǔ)備，他們已經(jīng)初步有了產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)?！?020年，該單位成立了20多人氫能技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，專(zhuān)業(yè)從事綠氫制備、高效儲(chǔ)運(yùn)和特色場(chǎng)景應(yīng)用。
中國(guó)石油勘探院新能源中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，中國(guó)石油勘探院將繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)綠氫基礎(chǔ)研究的支持，重點(diǎn)關(guān)注電解水制氫、光解水制氫、固體儲(chǔ)氫和固體氧化物燃料電池，引導(dǎo)綠氫業(yè)務(wù)有序發(fā)展；制定綠氫項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃，繼續(xù)開(kāi)發(fā)光電催化劑、電解槽、固體金屬儲(chǔ)氫等產(chǎn)品，提高光電催化、轉(zhuǎn)化效率，降低設(shè)備造價(jià)成本；形成一系列標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)綠氫的大規(guī)模發(fā)展。
“我們努力盡快在油田建立光伏電解水制氫工業(yè)化示范項(xiàng)目，加強(qiáng)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局規(guī)劃，結(jié)合自主研發(fā)技術(shù)，探索‘產(chǎn)、學(xué)、研’模式，開(kāi)展示范應(yīng)用，形成中國(guó)石油自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)完整的氫能技術(shù)體系?！鄙鲜鲐?fù)責(zé)人說(shuō)。
還需要跨越技術(shù)、成本多門(mén)檻
對(duì)于中石油勘探院來(lái)說(shuō)，點(diǎn)燃北京冬奧會(huì)唯一的綠氫火炬只是開(kāi)始，中國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處于起步階段。
清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院氫燃料電池實(shí)驗(yàn)室主任王誠(chéng)在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)指出，為了進(jìn)一步促進(jìn)綠氫的發(fā)展和應(yīng)用，應(yīng)努力改進(jìn)相關(guān)技術(shù)、制定標(biāo)準(zhǔn)和政策。
這也是業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的共識(shí)
在技術(shù)方面，王誠(chéng)認(rèn)為，要推進(jìn)堿性電解槽規(guī)?；茪涫痉稇?yīng)用，進(jìn)一步提高其實(shí)用性，研發(fā)SPE/SOEC等新型電解水制氫技術(shù)，解決電解水制氫系統(tǒng)柔性耦合間歇、波動(dòng)可再生能源的工程技術(shù)問(wèn)題，并大力開(kāi)發(fā)光催化分解制氫、熱化學(xué)法制氫、生物制氫、核能制氫等新型制氫技術(shù)。
為了真正實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、商業(yè)化發(fā)展，高成本仍是電解水制氫技術(shù)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)。據(jù)了解，電解水制氫的成本是天然氣使用的蒸汽重整制氫和工業(yè)副產(chǎn)氣純化制氫的2-3倍。
因此，為了促進(jìn)可再生能源制氫的發(fā)展，中國(guó)仍需探索一條切實(shí)可行的降低成本的途徑。目前，廣東、四川等地已出臺(tái)相關(guān)政策，支持可再生能源制氫項(xiàng)目?jī)?yōu)惠電價(jià)政策。
在標(biāo)準(zhǔn)方面，去年年初，中國(guó)氫能聯(lián)盟提出《低碳?xì)?、清潔氫與可再生能源氫的標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)》正式發(fā)布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)基于歐洲天然氣制氫工藝為基礎(chǔ)推行的綠色氫認(rèn)證項(xiàng)目，建立低碳?xì)?、清潔氫和可再生氫量化?biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)體系，引導(dǎo)高碳排放制氫工藝向綠色制氫工藝轉(zhuǎn)變。
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