發(fā)展氫能的環(huán)保價值
國際能源署的數(shù)據(jù)顯示,2012—2018年,全球可再生能源方面的投資規(guī)模達到了1.5萬億美元。其中,美國為1800億美元,占比12%,歐盟為3000億美元,占比20%,中國為3500億美元,占比23.3%。從這個比例看,中歐美三方在可再生能源方面的發(fā)展比世界其他國家和地區(qū)要快,未來中歐美三方也應該是全球可再生能源發(fā)展的領導者。在歐盟范圍內(nèi),德國經(jīng)濟體量最大,無疑是歐盟可再生能源發(fā)展的領導者。
江蘇如東漁光一體10MW光伏電站。我國的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速 (搜狐網(wǎng))
德國選擇氫能作為新能源發(fā)展的方向,主要是因為氫是高效的能源載體,熱值高于煤炭、石油、天然氣等化石燃料,比電更容易分散儲藏,也可以像天然氣一樣進行管道輸送。且其在宇宙中含量最為豐富,既可以從煤炭、石油等化石燃料中獲取,也可以從風能、太陽能等可再生能源中獲取,還可以從工業(yè)副產(chǎn)品中獲取,雖然當前制取成本較高,但一旦技術成熟后,制取成本必定會下降。更重要的是,氫能燃燒本身無污染、零排放,對于棄核、棄煤的德國而言,發(fā)展氫能是維持其經(jīng)濟持續(xù)競爭力的保障。
在德國氫能源發(fā)展戰(zhàn)略尚未公布之際,德國鋼鐵巨頭蒂森克虜伯已擴大了電解制氫產(chǎn)能,將綠氫制造提升到千兆瓦級規(guī)模。該公司化學與工藝技術業(yè)務部首席執(zhí)行官薩米•佩爾科寧表示,世界上許多國家目前正計劃進入氫經(jīng)濟。電解制氫作為構建可持續(xù)的能源系統(tǒng)和無碳工業(yè)的關鍵技術正日益興起,也為他們開啟了新的市場。
在德國氫能源發(fā)展戰(zhàn)略的新聞發(fā)布會上,德國能源署署長安德烈亞斯•庫爾曼宣布,國家氫能戰(zhàn)略為氣候保護開啟了新的篇章,是從根本上實現(xiàn)能源轉型與氣候目標的基礎。近年來,綠氫越來越被重工業(yè)和航空業(yè)等重排放行業(yè)視為解決排放問題的靈丹妙藥。庫爾曼認為,德國氫能源發(fā)展戰(zhàn)略是世界上首個提出氫能廣泛應用的戰(zhàn)略之一,涵蓋船運、航空、重型貨物運輸和工業(yè)(鋼鐵和化工行業(yè))等。并且對于制氫,這項戰(zhàn)略幾乎涵蓋了全部動力燃料,包括通過合成甲烷、煤油、甲醇和氨等方式生產(chǎn)氫氣。因此,該戰(zhàn)略也可以看作是德國對發(fā)展歐洲動力燃料市場的明確承諾。
德國經(jīng)濟部長阿爾特邁爾指出,該戰(zhàn)略是德國能源戰(zhàn)略的一次“量子躍遷”,它將使能源轉型和氣候保護產(chǎn)生新的質(zhì)的提升,是德國決定推廣可再生能源技術以來最重要的創(chuàng)新。德國環(huán)境部部長斯文嘉•舒爾茲表示,氫是未來的能源,它將給氣候和就業(yè)帶來雙重推動。不過該戰(zhàn)略也存在異議,尤其對是否將氫能應用于汽車和供暖系統(tǒng)的爭議層出不窮。一些非政府組織呼吁,政府應該將氫能使用限定在不能直接用電驅(qū)動的交通工具中,例如船舶和飛機。而在汽車或供暖領域可以使用其他更有效的能源來替代。
德國媒體評論指出,該戰(zhàn)略發(fā)出的信號對經(jīng)濟和整個歐洲都具有重要意義,但能否在未來幾十年內(nèi)實施尚不確定。德國政府完全致力于綠氫這一種能源,將為自身施加巨大壓力。實現(xiàn)這一目標將需要大量的可再生能源,而目前尚不清楚德國是否能夠進口足夠的綠氫,藍氫則可能越來越多地為制造綠氫基礎設施提供支持。由于氫氣生產(chǎn)需要消耗大量電力,這使其比傳統(tǒng)燃料更昂貴。當前努力實現(xiàn)氣候中和的國家越來越多,選擇綠氫技術可以解決“排放難”行業(yè)的碳排放問題,但也需要各國政府采取行動啟動“氫能經(jīng)濟”。
目前,氫能已經(jīng)在燃料電池領域得到了廣泛的應用。與用途相同的其他熱機相比,采用氫能的燃料電池能效要高30%~50%。如果利用化石燃料獲取的氫能,燃料電池在使用的時候,可以減少40%的碳排放。如果是利用來自可再生能源制取的氫能,燃料電池在使用的時候,可以實現(xiàn)二氧化碳的零排放。此外,通過單元堆疊方式可以推進燃料電池規(guī)模的不斷擴大,可以同時適用于移動動力源和分布式發(fā)電。氫能推動了燃料電池技術的進步,也相應帶動了新能源汽車和分布式發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。用氫燃料加注電池可以在3~5分鐘之內(nèi)完成,一次加注可以保證汽車能夠行駛500千米以上,是新能源汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要解決方案。在分布式熱電聯(lián)供方面,燃料電池分布式發(fā)電系統(tǒng)與一般的燃氣輪機、內(nèi)燃輪機相比,其具有更高的效率,可以將熱電綜合效能提升90%。分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)除了提升能源利用效率之外,還能夠緩解電網(wǎng)長距離運輸?shù)膲毫σ约坝纱水a(chǎn)生的電輻射污染。
總體而言,氫能源具有地理環(huán)境限制少,規(guī)模適應性強、投資成本低以及環(huán)境友好的特點,是新一代能源轉型以及減排的重要載體。而我國的風電、光伏資源極為豐富,還有極為可觀的地熱、生物質(zhì)能、太陽能、海洋能等可再生能源。近些年來,隨著技術的進步,可再生能源的發(fā)電成本在不斷下降,可再生能源的市場競爭力不斷加強。同時,我國還擁有強大的基礎設施建設能力,這均為我國氫能的發(fā)展特別是綠氫的發(fā)展提供了有利條件。
就我國綠氫發(fā)展前景而言,未來要實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,必須要借鑒德國的經(jīng)驗,不斷完善現(xiàn)有的立法以及監(jiān)管機制,重點需要關注管網(wǎng)運營、安全認證等。同時,還需要從技術上探索降低電解槽、燃料電池的成本。另外,還必須要充分意識到政府政策支持的重要性,確保相關補貼能夠落實。在必要的情況下,可以開展綠氫制備示范項目建設,向大眾展示制氫的項目運作情況,提升大眾的認可度和接受度。
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