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全球能源危機加速氫能發展

專題網友投稿2022-11-19A+A-

全球能源危機加速氫能發展

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文/李達飛 中國石化報

近年來,氫能已被視為實現凈零排放目標的重要能源選擇。電解水制氫和裝備了CCUS的化石燃料制氫項目都獲得巨大的投資支持。全球能源危機則進一步放大了氫能發展勢頭。許多國家,特別是歐洲國家都希望通過低碳氫來減少對化石燃料的依賴,既能推動實現去碳化目標,又能保障國家能源安全。不過,低碳氫在工業和能源領域的推廣仍處于初級階段。

發展氫能有助于保障能源安全

全球能源危機進一步凸顯出能源政策的重要性。能源政策必須為能源安全和實現氣候變化目標提供保障。發展氫能有助于降低化石燃料依賴,一方面可以用氫能替代終端應用領域使用的化石燃料,另一方面氫能生產也可從化石燃料制氫轉向可再生能源制氫。國際氫能市場的發展則能促進能源供應多樣化,有助于能源進口國保障本國能源安全。

在各國政府采取有力措施兌現氣候承諾的情況下,到2030年,發展氫能有望減少140億立方米/年的天然氣用量、2000萬噸/年的煤炭用量和36萬桶/日的石油用量,這超過了目前哥倫比亞全國的化石燃料供應量。

未來須加快氫能技術創新

為推動氫能產業快速發展,未來10年應當大規模推廣氫能技術并加速技術創新。

2021年,關鍵氫能技術得到大規模推廣。去年,電解水制氫新增裝機容量超過200兆瓦,打破了2020年的新增裝機容量紀錄,同時比2020年的新增裝機容量增加了3倍多。如果計劃中的所有電解水制氫項目均能投產,那么到2030年,全球電解水制氫裝機容量將達134~240吉瓦。根據IEA去年發布的《2021年全球氫能回顧》報告,2030年電解水制氫裝機容量預計僅為54~91吉瓦,今年的預測數據較去年大幅增加。然而,目前只有約9吉瓦的電解水制氫項目進入了最終投資決定(FID)階段。電解水制氫需求增長前景看好,推動了全球電解水裝置產能增長,目前全球年產能已達到8吉瓦,到2025年,產能有望達到50吉瓦。

氫燃料電池汽車(FCEV)是正在迅速發展的氫能應用新領域。截至2021年底,全球氫燃料電池汽車保有量約5萬臺,2020年這一數字為3.3萬臺。自2014年投入商用以來,2021年是氫燃料電池汽車保有量最高的一年。氫燃料電池汽車以乘用車為主,但也有一些氫燃料電池卡車示范項目。2021年,中國在氫燃料電池卡車領域持續發力,部署了近800臺氫燃料電池重卡。

也有一些氫能應用領域發展相對遲緩,如與CCUS技術相關的氫能生產。2021年,全球裝備了CCUS的化石燃料制氫年產能僅為60萬噸,捕集二氧化碳約1000萬噸。這與2020年的產能和碳捕集量基本相當,因為沒有新項目投產。2022年,全球將有一些裝備了CCUS的化石燃料制氫項目投產。如果計劃中的化石燃料制氫項目均能投產,到2030年,每年可捕集約8000萬噸二氧化碳。

還有一些關鍵的氫能技術尚未投入商用,如利用氫能直接還原鐵(DRI)生產技術、氨燃料動力船和航空合成燃料等。不過,隨著示范項目數量不斷增加,一些項目有望提前實現商用。DRI示范項目啟動運營一年后,一些商業級DRI工廠已獲官宣,這些項目主要位于歐洲。氫能在不同領域的應用潛力有望進一步加強,特別是工業和運輸領域應用潛力巨大。

氫能項目獲政策支持

除科技進展外,過去一年來氫能政策領域的進展也頗引人關注。各國不斷出臺新政策提振氫能需求,鼓勵優先使用氫能,修訂氫能產業發展戰略目標。目前,低碳氫相關國際標準正在制定,國際標準化組織(ISO)計劃于2023年底推出相關技術規范草案。此外,一些國家也開始制訂低碳氫認證計劃并完善監管措施。

國際氫能貿易已邁出第一步。2022年初,首艘液化氫運輸船完成首航。一些以氨作為載體的低碳氫出口大型項目已經宣布,氨既可直接作為燃料,又可轉化為氫燃料。歐盟宣布了REPowerEU計劃,2030年前低碳氫進口量將達到1000萬噸。

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