《中國氫能源及燃料電池産業白皮書》指出,若要實現2060年碳中和目标,氫能将在重工業、運輸、建築供暖等難以脫碳的行業發揮重要作用。氫能源的“多元化應用”主要包含四個重點領域,這四個應用領域也是緊密相關,制氫、儲氫、用氫環環相扣。
雖然在乘用車領域,氫燃料電池汽車已經輸給了純電動汽車。但氫氣能量密度高、轉化效率高,它燃燒産生的能量是同等重量石油的3倍,煤炭的4倍,電化學反應中,化學能轉化為電能的效率超過80%。所以在中重型車輛、大巴、卡車等新能源客貨車輛、船舶、航空器等,氫能源将更有優勢。
加氫站将迎來快速增長
我國目标到2025年,建成至少1000座加氫站,2020-2025年複合增速53%。截至2021年底,國内共建成加氫站207座,其中2021年加氫站新增了100座。廣東省以36座位居第一,河北省和山東省并列第二,各21座。而在2021年新建成的100座加氫站中,河北省以14座的增量位列第一,湖北省、山東省緊随其後。
加氫站數量少,主要在于未實現産業化、沒有規模效益,即便這幾年成本不斷下降,但投建成本依舊非常高。2022年5月,上市公司杭氧股份發布公告稱,将建設并運營1套 4000N m/h氫氣提純裝置及1座 6000KG/天加氫站,投資約7000萬元。
制氫是氫能源發展的絆腳石
氫能源緻命缺點在于制氫的成本高,經濟效益及環保效益低。氫氣是二次能源,不能再自然界中拿來即用。根據2020年的數據顯示,中國氫氣制取還是以“灰氫”為主,“藍氫”為輔,“綠氫”占比過低。煤炭制氫、天然氣制氫、工業副産制氫分别占比達62%、19%、18%。
“灰氫”即利用化石燃料石油、天然氣和煤制取氫氣的方式,該方式目前成本最低、效率最高,但無法達到減碳的作用;
“藍氫”則是在“灰氫”基礎上,加配碳捕捉和碳封存技術(CCS 技術),以此降低碳排放,但由于加配了設備,讓成本有所增加;
“綠氫”主要是利用電解水制氫,這種方式需要大量的電能,制氫過程完全沒有碳排放,但成本較高。不過為了實現碳排放,在沒有其他技術出現前,該方式會慢慢地成為制氫主流方法。
在多種制氫方式中,通過光的照射制氫,曾被寄予很高期望。利用催化劑,把水分解成氫氣和氧氣。陽光和水在地球輕易可用,光解水的制氫方式,過程也很環保,但缺點就是效率太低,僅有10%。目前,大家還在制氫工藝上繼續深研,如能有效降低制氫成本,氫能源才能實現遍地開花。
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