氫能使用的方向

氫經(jīng)濟(jì)是全球經(jīng)濟(jì)未來的一個(gè)愿景,氫成為新的全球能源載體,開始扮演與煤、石油或天然氣相媲美的角色,比目前水電、核能和生物質(zhì)能的作用更為重要。根據(jù)各種預(yù)測,2040年后,這種景象在全球范圍可能普遍出現(xiàn);然而,目前在某些地區(qū)已經(jīng)開始形成氫經(jīng)濟(jì)。
在20世紀(jì),與昂貴的碳?xì)浠衔锵啾?,氫技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力是其經(jīng)濟(jì)競爭力。隨著國家、個(gè)別地區(qū)、公司及其協(xié)會(huì)日益履行應(yīng)對全球氣候變化的義務(wù),現(xiàn)在的情況發(fā)生了變化。氫是履行這些義務(wù)的必要因素:可再生能源來源可以脫碳主要體現(xiàn)在發(fā)電(盡管它們的隨機(jī)性限制了發(fā)揮)部門,而建筑部門、運(yùn)輸部門和工業(yè)部門的能源供應(yīng)仍然是脫碳范圍的"外部",除非能找到新的能源。氫可以提供相應(yīng)的解決方案。
SMR制氫和電解制氫的生產(chǎn)成本
降低排放和增加溫室氣體吸收國家層面的目標(biāo)列舉
2018年世界范圍內(nèi)國家排放交易系統(tǒng)和碳污染定價(jià)系統(tǒng)現(xiàn)狀
可再生能源儲(chǔ)能方面氫和鋰電池的角色
作為新的全球能源承載者在整個(gè)能源系統(tǒng)中的位置
超過20個(gè)國家和50家公司已經(jīng)采用了長期氫技術(shù)開發(fā)方案,從不同層次的預(yù)算對氫技術(shù)提供資助,氫技術(shù)的發(fā)展得到了有益的制度和國際技術(shù)合作的支持。
與"一切照舊"情景相比,2040年美國能流圖中在氫技術(shù)集成方面的變化
燃料電池與氫能聯(lián)合組織成員國
全球氫能市場2050年展望
2010~2018年世界上各種新型電解池的使用情況
日本是氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)人之一,它設(shè)定了建設(shè)"氫型社會(huì)"的目標(biāo)。同時(shí),它正在開發(fā)氫鏈的若干要素,并開展洲際間的氫出口的標(biāo)志性項(xiàng)目(來自澳大利亞、挪威和中東),以及數(shù)百萬家庭的氫能應(yīng)用項(xiàng)目。全世界共有數(shù)十個(gè)"氫社區(qū)"和幾百個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目,主要分布在日本、德國、英國、美國、韓國等國家。
氫目前主要來自碳?xì)浠衔铮s6500萬噸/年),并在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行消費(fèi)。在未來幾十年里,我們面臨的挑戰(zhàn)是建立一個(gè)基于無碳的氫氣生產(chǎn),在海上和陸上通過數(shù)百公里和數(shù)千公里的管道和油輪、海上運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)大規(guī)模氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)男禄A(chǔ)行業(yè)和市場。目標(biāo)是在能源部門、運(yùn)輸部門和工業(yè)部門中大規(guī)模應(yīng)用氫能,包括鋼鐵和化工生產(chǎn)、大型燃?xì)廨啓C(jī),以及家庭、制造業(yè)和軍隊(duì)的單獨(dú)能源來源(氫能可以用于動(dòng)力運(yùn)輸—從長途卡車到無人機(jī))。
肯尼迪空間中心,3200立方米液態(tài)儲(chǔ)氫
與此同時(shí),到2050年,氫的產(chǎn)量必須增長幾倍,其技術(shù)鏈的某些部分或?qū)⑿枰岣邤?shù)百倍。
世界固態(tài)電池年度出貨量
燃料電池汽車示例
國家目標(biāo)—?dú)淙剂掀囀褂?
俄羅斯仍然遠(yuǎn)離國際社會(huì)和合作開發(fā)氫技術(shù)。這主要的原因是,氣候議程和脫碳在能源戰(zhàn)略中作用不大,這不僅嚴(yán)重阻礙了氫的發(fā)展,而且也阻礙了任何低碳技術(shù)(可再生能源、能源效率、電力運(yùn)輸?shù)龋┑陌l(fā)展。
與此同時(shí),俄羅斯不僅擁有巨大的氫氣來源,能夠帶來了新的全球市場,并且自身技術(shù)持續(xù)發(fā)展(然而,目前在很大程度上遠(yuǎn)離商業(yè)化),此外國內(nèi)需求也具有前景。
俄羅斯的天然氣出口

新興的氫市場可能會(huì)與碳?xì)浠衔锔偁幨袌?,俄羅斯的立場目前似乎不可動(dòng)搖—并在某種意義上,忽視甚至反對新戰(zhàn)略,在短期內(nèi)可能顯得具有吸引力。但從長期來看,這種戰(zhàn)略將使國民經(jīng)濟(jì)面臨經(jīng)濟(jì)放緩的風(fēng)險(xiǎn),這不僅是因?yàn)樘細(xì)浠衔镄枨笙陆?,還限制了工業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
應(yīng)對這些全球挑戰(zhàn),可以將氫技術(shù)納入俄羅斯能源戰(zhàn)略和低碳發(fā)展戰(zhàn)略之中—或采用單獨(dú)的國家氫發(fā)展方案。后者應(yīng)側(cè)重于3大支柱—支持技術(shù)發(fā)展、長期需求和市場以及刺激國際投資。成功的關(guān)鍵應(yīng)該是進(jìn)入現(xiàn)有的國際氫社區(qū),并協(xié)調(diào)全國的開發(fā)商和利益攸關(guān)方。
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