氢能是一种来源富厚、绿色低碳、应用广泛的二次能源,能资助可再生能源大规模消纳,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地区储能,加速推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。我国具有良好的制氢基础与大规模的应用市场,生长氢能优势显著。加速氢能工业生长是助力我国实现碳达峰碳中和目标的重要路径。今年3月,国家生长革新委、国家能源局联合印发了《氢能工业生长中恒久计划(2021—2035年)》。氢能的开发与利用正在引发一场深刻的能源革命,氢能成为破解能源；,构建清洁低碳、宁静高效现代能源体系的新密码。

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氢能作为一种替代能源进入人们的视野还要追溯到20世纪70年代。其时,中东战争引发了全球的石油；,美国为了挣脱对进口石油的依赖,首次提出“氢经济”看法,认为未来氢气能够取代石油成为支撑全球交通的主要能源。1960年至2000年,作为氢能利用重要工具的燃料电池获得飞速生长,在航天航空、发电以及交通领域的应用实践充分证明了氢能作为二次能源的可行性。氢能工业在2010年前后进入低潮期。但2014年丰田公司“未来”燃料电池汽车的宣布引发了又一次氢能热潮。随后,多国先后宣布了氢能生长战略路线,主要围绕发电及交通领域推动氢能及燃料电池工业生长;欧盟于2020年宣布了《欧盟氢能战略》,旨在推动氢能在工业、交通、发电等全领域应用;2020年美国宣布《氢能计划生长计划》,制定多项要害技术经济指标,期望成为氢能工业链中的市场领导者。至此,占全球经济总量75%的国家均已推出氢能生长政策,积极推动氢能生长。

我国氢能工业和兴旺国家相比仍处于生长初级阶段。近年来,我国对氢能行业的重视不绝提高。2019年3月,氢能首次被写入《政府事情报告》,在公共领域加速充电、加氢等设施建设;2020年4月,《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》拟将氢能列入能源领域;2020年9月,财务部、工业和信息化部等五部分联合开展燃料电池汽车示范应用,对切合条件的都会群开展燃料电池汽车要害焦点技术工业化攻关和示范应用给予奖励;2021年10月,中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新生长理念做好碳达峰碳中和事情的意见》,统筹推进氢能“制—储—输—用”全链条生长;2022年3月,国家生长和革新委员会宣布《氢能工业生长中恒久计划(2021—2035年)》,氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能工业被确定为战略性新兴工业和未来工业重点生长偏向。

近年来,我国氢能工业生长迅速,基本涵盖了氢气制—储—输—用全链条。

氢能工业链的上游为制氢,我国是世界第一产氢大国,氢气产能约3300万吨。凭据制取历程的碳排放强度,氢被分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”；仪馐侵竿ü剂先忌毡⒌那馄,在生产历程中会有大宗二氧化碳排放;蓝氢是在灰氢的基础上,应用碳捕集和封存技术,实现低碳制氢;绿氢是通过太阳能、风力等可再生能源发电进行电解水制氢,在制氢历程中没有碳排放。目前,我国氢气制取以煤制氢方法为主,占比约80%。未来,随着可再生能源发电本钱连续降低,绿氢占比将逐年上升,预计2050年将抵达70%。

氢能工业链的中游是氢储运,高压气态储运技术已商业化,是最为广泛的氢能储运方法。长管拖车运输灵活性高,适用于短距离、小体量输氢;液氢存储和固态储氢无需压力容器,运输便捷,是未来实现大规模氢能储运的偏向。

氢能工业链下游为氢的综合应用,氢气作为一种工业原料可广泛应用于石油、化工、冶金、电子、医疗等领域,别的,氢气还可通过氢燃料电池或氢内燃机转化为电能和热能,可笼罩社会生爆发活的方方面面。到2060年,我国氢能需求预计达1.3亿吨,其中工业需求占主导职位,占比约60%,交通运输领域将逐年扩大规模抵达31%。

氢能在交通、工业、建筑和电力等诸多领域均有辽阔应用前景。

在交通领域,公路远程运输、铁路、航空及航运将氢能视为减少碳排放的重要燃料之一。现阶段我国主要以氢燃料电池客车和重卡为主,数量凌驾6000辆。在相应配套基础设施方面,我国已累计建成加氢站凌驾250座,约占全球数量的40%,居世界第一。凭据北京冬奥组委宣布的数据,本届冬奥会示范运行超1000辆氢燃料电池汽车,并配备30余个加氢站,是全球最大规模的一次燃料电池汽车示范应用。

目前我国氢能应用占比最大的领域是工业领域。氢能除了具有能源燃料属性外,照旧重要的工业原料。氢气可取代焦炭和天然气作为还原剂,可以消除炼铁和炼钢历程中的绝大部分碳排放。利用可再生能源电力电解水制氢,然后合成氨、甲醇等化工产品,有利于化工领域大幅度降碳减排。

氢能与建筑融合,是近年兴起的一种绿色建筑新理念。建筑领域需要消耗大宗的电能和热能,已与交通领域、工业领域并列为我国三大“耗能大户”。利用氢燃料电池纯发电效率仅约为50%,而通过热电联产方法的综合效率可达85%——氢燃料电池在为建筑发电的同时,余热可接纳用于供暖和热水。在氢气运输至建筑终端方面,可借助较为完善的家庭天然气管网,以小于20%的比例将氢气掺入天然气,并运输至千家万户。据预计,2050年全球10%的建筑供热和8%的建筑供能将由氢气提供,每年可减排7亿吨二氧化碳。

在电力领域,因可再生能源具有不稳定性,通过电—氢—电的转化方法,氢能可成为一种新型的储能形式。在用电低谷期,利用富余的可再生能源电力电解水制取氢气,并以高压气态、低温液态、有机液态或固态质料等形式贮存下来;在用电岑岭期,再将贮存的氢通过燃料电池或氢气透平装置进行发电,并入公共电网。而氢储能的存储规模更大,可达百万千瓦级,存储时间更长,可凭据太阳能、风能、水资源等产出差别实现季节性存储。2019年8月,我国首个兆瓦级氢储能项目在安徽六安落地,并于2022年乐成实现并网发电。

同时,电氢耦合,也将在我国构建现代能源体系中发挥重要作用。

从清洁低碳角度看,大规模电气化是我国多个领域实现降碳的有力抓手,例如交通领域的电动汽车替代燃油汽车,建筑领域的电采暖取代古板锅炉采暖等。然而,仍有部分行业是难以通过直接电气化实现降碳的,最为困难的行业包括钢铁、化工、公路运输、航运和航空等。氢能具有能源燃料和工业原料双重属性,可以在上述难以深度脱碳的领域发挥重要作用。