碳中和时代绿氢的发展前景
为达到《巴黎协定》提出的温度控制目标,越来越多的国家提出了碳中和目标,碳中和成为全球的共同愿景和一致行动。在各国家和地区采取的减排措施中,鼓励可再生能源发展成为普遍选择,可再生能源迎来巨大发展机遇。其中氢能因热值高、零排放、利用形式多样,作为化石能源替代品优势突出而受到普遍关注,有望为交通、工业、建筑、电力等重点碳排放领域的减排脱碳发挥作用。“绿氢”则是真正助力碳中和目标实现的重点,是未来制氢的发展方向。
氢能将在碳中和路径中扮演重要角色
碳达峰与碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,需要全人类、全社会、全行业共同努力,大力推进低碳发展。低碳发展的重点是能源结构转型,能源生产与利用加快向更清洁、低碳的方向转变。
氢能资源丰富、热值高、使用无污染,被视为理想的清洁能源,是实现碳中和的重要途径,将在全球能源新格局中扮演重要角色。许多国家都在加快推进氢能源技术的研发和产业化布局,美国、欧盟、日本都出台相应的氢能战略规划,日本甚至提出了“氢能社会”的宏大构想。中国国内氢能发展也方兴未艾,在交通、工业、建筑、电力等重点用能行业有望迎来较大发展空间,为这些碳排放重点领域减排脱碳发挥作用。
氢能加快推动交通运输领域的清洁化转型
交通运输是社会经济发展的重要组成部分,也是能源消耗和温室气体排放大户,占碳排放比重非常高。欧盟委员会称运输业对欧盟GDP贡献率仅约5%,但其二氧化碳排放量约占欧盟温室气体排放总量的四分之一。近年来氢燃料电池商用车发展较快,中国、日本、德国、韩国、美国等国家加快燃料电池汽车加氢站的布局建设,有力推进氢燃料电池产业化。除了商用车,航空和海运也在积极探索氢能应用。氢能在交通运输领域的应用发展无疑将极大推动该领域的广泛、深度脱碳。
氢能促进工业领域的脱碳减排
在炼油和化工行业氢气除了作为燃料还是重要原料,主要用于加氢处理、加氢裂化和脱硫。如果炼油和化工业大量采用甚至全部使用绿氢,对于工艺过程脱碳有显著影响。钢铁是工业碳排放大户,当前炼钢多采用焦炭作为铁矿石还原剂。为了解决碳排放问题,钢铁行业开始探索氢冶金技术,用氢代替焦炭和天然气作为还原剂可基本消除炼铁和炼钢过程中的绝大部分碳排放。如果随着可再生能源成本下降,在轧铸环节使用可再生能源发电,最后基本可实现钢铁生产的近零排放。
氢能助益建筑领域的节能碳排
建筑行业实现碳中和的主要途径就是打造绿色建筑,探索燃料电池热电联产,采用燃料电池发电技术,以氢能完全或部分替代市政电网、天然气等传统能源,满足建筑对冷、热、电、生活热水等各种能源的需求。这种燃料电池在建筑领域的应用不仅提高能源利用效率,而且能起到建筑用能和采暖降碳的作用,效果显著。