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綠色氫氣正準備在跑道上進行一場能源革命。
近日，青海省海西州生態(tài)環(huán)境局發(fā)布了青海華電德令哈西出口500萬千瓦光儲氫集成示范基地一期100萬千瓦光儲氫和3mw光伏制氫項目。項目總投資59億元，規(guī)劃用地22.5平方公里。項目總規(guī)模為500萬千瓦光儲氫集成示范基地，同時建設600Nm3/h(約3MW)光伏制氫示范項目。
今年光伏制氫項目如雨后春筍般涌現，實施只是時間問題。與此同時，制氫已成為許多省份最近發(fā)布的“十四五”規(guī)劃的重點領域，地方政府更加重視綠色氫能的生產。8月底，內蒙古自治區(qū)能源局發(fā)布《關于實施2021年太陽能光伏制氫一體化示范的通知》，篩選出2021年7個太陽能光伏制氫示范項目，年產新能源221.95萬千瓦，電解水制氫6.69萬噸。
豐富而環(huán)保的“終極”能源
中國是能源大國，擁有豐富的風能和光伏資源，包括地熱能、海洋能、太陽能等一系列可再生能源。
隨著能源革命浪潮的逐漸興起，如何更好地轉化可再生能源成為人們關注的熱點。氫能是“終極能源”，只有發(fā)展氫能才能實現碳減排。中國基礎設施建設能力強、制備技術先進，綠色氫的發(fā)展正在加快。目前，我國95%以上的制氫主要依靠化石資源。主要原因是化石資源制氫工藝成熟，原料價格相對較低。
中國有一個萬億元的市場
秘書長、新聞發(fā)言人彭Huagang國有資產監(jiān)督管理委員會(SASAC)國務院的經濟表現在新聞發(fā)布會上說,中央國有企業(yè)今年上半年,超過三分之一的人進行了整個產業(yè)鏈的布局,包括制氫、儲氫、氫化和利用氫，并取得了多項技術研發(fā)和示范應用成果。
據中國氫能聯盟預測，到2025年，中國氫能產業(yè)產值將達到1萬億元，成為引領經濟發(fā)展的新的增長極。在氫能產業(yè)發(fā)展中，企業(yè)是技術創(chuàng)新和應用推廣的主體，而在國內氫能產業(yè)布局中，國有企業(yè)和上市公司是新軌道的領跑者。
在使用氫能的國有企業(yè)名單中，有許多國有巨頭，如中石化、華電集團和國家電力投資集團。就連中石化(Sinopec)也明確表示了自己在氫方面的雄心:它計劃建設1000座氫化站或油氫混合站，努力成為“中國第一的氫企業(yè)”。
此外，協(xié)鑫、伊利、晶科、龍基、洋冠等多家龍頭企業(yè)成立了專門的氫能開發(fā)公司，或簽訂了億級戰(zhàn)略合作協(xié)議。在7月29日舉行的氫氣產業(yè)發(fā)展論壇暨協(xié)鑫氫氣戰(zhàn)略發(fā)展論壇上，協(xié)鑫新能源副總裁周振生宣布協(xié)鑫綠色氫氣戰(zhàn)略:40萬噸綠色氫氣產能、3個研發(fā)基地、6個產業(yè)基地、100個綜合能源站。
隨著“碳峰值碳中和”目標的提出，國內企業(yè)對綠色氫發(fā)展的投資不僅資金巨大，而且時間非常快。據統(tǒng)計，中國已有數百家上市公司進入賽場，試圖在能源領域尋求突破。
世界的加速
數據顯示，在過去的十年中，230電解氫世界各地已建成裝機容量約100MW的生產項目，主要用于交通運輸和工業(yè)生產。荷蘭應用科學研究所可再生能源氫能業(yè)務開發(fā)經理Van der Berg認為，電解制氫目前已進入完全發(fā)展階段，需要進一步開發(fā)市場，推動技術進步。
“綠色氫的主要驅動力是風能和太陽能等可再生能源的大規(guī)模擴張，”Berg說。通過電解制氫技術，將太陽能、風能產生的大量綠色電能有效地整合到現有能源網絡中，這也是電解制氫的關鍵作用;此外，荷蘭天然氣輸送網絡的高覆蓋率以及相關的基礎設施也有利于綠色氫的制備。”
《歐洲綠色協(xié)議》設定了到2050年實現溫室氣體凈零排放的目標。目前，歐盟近40%的能源需求來自冷熱供應，各成員國面臨著越來越大的壓力，要求它們做出重大改善。
作為歐洲第二大工業(yè)副產氫國，荷蘭政府于今年4月公布了氫戰(zhàn)略，成為第一個公布國家氫戰(zhàn)略的歐盟成員國。荷蘭計劃在綠色氫項目上投資3.38億歐元，到2025年完成500兆瓦(MW)的可再生氫生產(綠色氫)，到2030年進一步增加到40兆瓦(GW)。
8月17日，英國商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)發(fā)布了《國家氫戰(zhàn)略》。英國承諾:為英國政府與工業(yè)界合作，到2030年實現5千兆瓦低烴產能的目標打下基礎——相當于取代天然氣，每年為大約300萬英國家庭提供電力，并為運輸和重工業(yè)提供電力。
目前，歐洲生產的清潔氫氣遠遠不能滿足其10%的能源需求。今年7月，歐洲最大的質子膜交換電解(PEM)制氫項目在德國科隆的REFHYNE啟動。該項目配備了ITM Power提供的10MW PEM電解槽，每年可生產1300噸綠色氫。與此同時，該項目第二階段將產量擴大到100兆瓦的計劃也已提上日程。
綠色氫能提供很多東西
一篇關于綠色氫研究的論文對藍色氫和綠色氫的潛在應用進行了研究，研究人員研究了藍色氫的生命周期溫室氣體排放，考慮了二氧化碳排放和天然氣生產過程中油井和其他設備泄漏的甲烷。研究人員發(fā)現，藍色氫的溫室氣體足跡比燃燒天然氣或煤炭取暖高出20%以上。即使甲烷泄漏率為1.54%，也只能略微減少排放量，藍色氫氣的排放量仍高于燃燒天然氣的排放量。
這一發(fā)現可能會改變氫的使用方式。在過去的幾年里，天然氣行業(yè)一直在大力推廣氫，將其作為一種可靠的下一代燃料，用于為汽車提供動力、為家庭供暖和燃燒發(fā)電廠。在美國、歐洲和其他地方，氫是繼續(xù)建設天然氣基礎設施的一個理由，比如在未來可以輸送更清潔的天然氣和氫的管道。盡管許多專家認為，氫最終可能會在能源儲存或某種形式的運輸中發(fā)揮作用，如飛機或長途卡車，因為電池動力無法勝任這項任務。但是，科學界正在形成一種共識，即依賴天然氣(藍色氫)的氫經濟可能會對氣候造成破壞。
由于成本和技術的原因，綠色氫要大規(guī)模開發(fā)用于商業(yè)用途還有很長的路要走。國家發(fā)改委專家表示，只有將綠色氫的成本降到20元/kg以下，與傳統(tǒng)能源相比，綠色氫才能在重型運輸和高質量采暖(>400oC)領域具有商業(yè)競爭優(yōu)勢。要作為制鐵、甲醇合成、氨合成等氫基原料使用，必須將綠色氫的成本降低到10元/kg以下。因此，綠色氫的大規(guī)模商業(yè)應用仍存在成本高的問題。
據報道，到2050年，綠色氫的價格將低于天然氣、灰色氫和藍色氫，綠色氫的成本將比今天低85%，每公斤不到1美元。到2030年，藍色氫項目的成本需求將大大降低。由于光伏成本的大幅降低，預計未來綠色氫成本的降低將會加速。
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