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如何让氢气更加绿色?
中国汽车报网 ·  张玉 ·  2020-09-27

  氢能作为可再生能源,具备来源广、燃烧值高、零碳排等优势,是全球最具发展潜力的清洁能源。但是,在当前氢燃料产业链中使用的氢气,却并不是纯粹的“绿色能源”。

  “目前氢气主要由蒸汽甲烷重整(SMR)技术来制取,这不是一个很好的环保方式。我们要找到更多的方法生成氢气,用低碳的方式去制氢。” 国际能源署交通能源分析师 Jacob TETER在第五届国际氢能与燃料电池汽车大会上表示。

  ► 多种措施发展低碳制氢技术

  Jacob TETER表示,在氢能发展初期,水电解制氢的成本可能太高,但是通过用氢来储电、储能,以及在交通领域当中使用氢衍生的氨、航油等方法,可以降低氢气综合成本,最终使绿氢逐渐成为主要的制氢方法。

  “要使用SMR技术制氢,就必须搭配CCUS(碳捕集、利用与封存)来减少碳排放量。” Jacob TETER 强调。此外,Jacob TETER认为需要建立像碳交易这样的机制,去惩罚高碳排放制氢的方法,以促进绿氢的发展。“预计2070年,我们将达到所有氢气都是绿氢,也就是水解氢的局面。”他说。

  在促进化石能源高效利用并向低碳氢能转型方面,同济大学教授、可再生能源与氢能2020年指南专家组组长明平文还建议,应借力燃料电池汽车产业链,大力支持引导燃料电池冷热电联供应系统;开发适用于家庭、商业楼宇、数据中心、独立微网等重要应用场景的不同规模的燃料电池分布式发电系统;开发可再生能源间接/直接制取甲醇、液氨等氢的规模储运载体技术,以及新型物理/化学储氨材料等分散储氢技术。

  ► 海上风电制氢值得探索

  研究数据显示,全球海上风资源的技术可开发潜力可以达到42万亿度,相当于2040年全球预计电力消费的10倍。随着各大企业机构的大量的投入,技术的不断的创新发展,作为海上风电发展的重要掣肘因素——成本有了大幅下降,从2010-2019年,在世界范围内海上风电的建设成本下降了29%。因此,中国可再生能源学会风能专业委员会研究院院长俞辉表示,“这意味着海上风电有比较光明的未来” 。

  据俞辉介绍,我国风电制氢技术研发起步较晚,更多的是陆上风电制氢项目,如河北沽源风电制氢项目、国家843计划风电直接制氢及燃料电池发电系统技术研究与示范。虽然2009年国网上海市电力公司就启动了“风光电结合海水制氢技术前期研究”项目,该项目对风电、光伏制氢提出了多种应用方案,并以东海风电场为例,开展了风、光电制氢的综合效益评价。“但这仅仅是一个立项研究。”

  “在海上风电制氢、运输、储存、安全性等方面进行技术探索,将海上风电和氢能结合,未来将有很大的发展空间。” 俞辉认为。

  ► 打造电氢一体化的新型能源体系

  上海电力股份有限公司副总裁夏梅兴认为,从能源企业的角度看,可再生能源有一个非常大的特点,就是波动性。在电力行业的发展过程当中,迫切需要一个载体来实现电力的实时平衡和处处平衡,而氢能在这个过程当中恰好胜任。

  随着燃料电池技术的成熟和经济性日益提高,夏梅兴认为现在已经到了把电和氢打通,构成电氢一体化的时代。在能源供应侧,可以用可再生能源通过集中式和分散式来制氢、储氢,消纳富余的光伏水电来制氢,这样一来,电网可以实现平滑输出。

  此外,氢在火电的机组调峰时也可以起到一个很大的作用。夏梅兴介绍,以前我们国家的电力系统都是计划发电,然后计划定价,在未来电力市场化以后可能会出现极端情况。因为火电的启停是需要成本的,停下来就要付出成本,所以极端情况下可能会出现发出的电是负价格。在这种情况下,氢在整个的电网当中可以起到调峰、调频的作用,使整个发电机组维持比较高的负荷率。

  明平文也建议,应将氢能纳入国家能源战略体系,推动可再生能源的电-氢输配协同,并开发氢能与风力、光伏发电互补系统。

  编辑:薛亚培

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