氢能全产业链进展与挑战

近年来,全球各地极端天气频发,为了实现到21世纪末控制全球升温在2 ℃以内的目标,世界各国正全方位努力推动能源体系向化石能源低碳化、无碳化发展。

近年来,全球各地极端天气频发,为了实现到21世纪末控制全球升温在2 ℃以内的目标,世界各国正全方位努力推动能源体系向化石能源低碳化、无碳化发展。尤其是在当前全球地缘政治复杂和局部地区爆发冲突的背景下,将重塑全球传统化石能源与新能源的生产与消费版图,传统煤炭与油气能源消费占比可能有所回升,新能源时代将提速加快到来。各国将重新认识能源安全的极端重要性,能源生产与消费的被重视程度将提升到前所未有的高度并重新布局,新能源技术革命与产业化将备受重视并进一步提速发展。

氢气能源(以下简称氢能)作为一种可再生的、清洁高效的二次能源,具有资源丰富、来源广泛、燃烧热值高、清洁无污染、利用形式多样、可作为储能介质及安全性好等诸多优点,是实现能源转型与碳中和的重要能源。氢能技术不断成熟,逐渐走向产业化,同时伴随着世界面对气候变化和自然灾害加剧的压力持续增大,氢能得到了世界各国的重点关注,已成为许多国家能源转型的战略选择。

据国际能源署(IEA)《Global Hydrogen Review 2021》报告和中国《氢能产业发展中长期规划(2021—2035 年)》的数据,全球年产氢气9 000×104t左右,其中我国氢气的年产量为3 300×104t(达到工业氢气质量标准的约1 200×104t)。据H2Stations对全球加氢站的统计报告,2021年全球新增加氢站142座,累计达到685座,其中亚洲保有量居第一,共有363座且集中在中日韩三国;欧洲共有228座且集中在德国、法国、英国、瑞士和荷兰。全球已经有超过20个国家或联盟发布或制定了《国家氢能战略》,美国很早就看好氢能在未来能源系统中所具有的得天独厚的地位和优势,积极抢占氢能产业链的市场空间和各技术环节的制高点。欧盟早期通过清洁能源立法,支持氢能发展与燃料电池。日本政府早在2017年就提出了“要领先全球,实现氢能社会”的战略,并出台了《氢能源基本战略》。中国在2020年将氢能纳入“十四五”规划及2035愿景,助力我国“碳达峰、碳中和”战略目标(以下简称“双碳”目标)的实现。尤其是,我国幅员辽阔,具有丰富的太阳能、风能、潮汐能等可再生能源资源,已建成的可再生能源装机容量位居全球第一,在清洁低碳的氢能供给上具有很大的潜力。在今年北京成功举办的第24届冬季奥林匹克运动会(以下简称北京冬奥会)上,我国秉承绿色办奥理念,将绿色氢气作为火炬燃料,让世界看到了中国兑现减排承诺的诚意与努力[1]。当前,我国已开启氢能产业顶层设计,地方政府与企业积极参与氢能布局,氢能技术链逐步齐全完善,氢能产业链也正在逐渐形成,“氢能中国”战略已悄然浮现。

为了给氢能相关产业加快发展和能源公司加速转型提供理论支持,并为构建“氢能中国”提供依据和参考,阐述了氢产业链中制备、储运、应用等重点环节主要关键技术进展,分析了氢能工业化现状与发展趋势,探讨了氢工业发展所面临的挑战,展望了氢能产业的发展与未来,以期加速未来全球碳中和目标的实现。

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