“双碳”目标下中国氢能发展战略

氢能由于其所具备的清洁、低碳、高效、可再生等优点,逐渐成为全球应对气候变化、实现可持续发展的重要能源载体之一。当前中国面临“双碳”目标的紧迫压力,而氢能将在这个宏伟目标实现过程中发挥重要作用。为提出“双碳”目标下中国氢能发展战略,基于氢能在中国“碳达峰”“碳中和”战略中的作用和角色,研究了中国的氢能禀赋,提出了“氢能伦理”“氢能胡焕庸线”等概念,论述了制氢、储氢、运氢及用氢各主要环节的发展现状、现有的优势,指出了中国氢能产业面临成本问题、氢能基础设施不足、能源效率偏低且与可再生能源发展步骤不匹配、市场需求不足、技术发展存在短板、政策体系不完善等6大障碍与挑战。最后,提出了未来氢能产业发展的5项政策建议：(1)制定行动方案,落实国家氢能发展规划的要求;(2)建设国际、国内双循环的氢能经济体系;(3)发挥氢能优势,建设清洁低碳、安全高效的清洁能源体系;(4)加快氢能科技创新,推动建设氢能科技发展高地;(5)建设氢能应用产业集群发展园区,扩大氢能应用市场。结论认为,“双碳”目标下,中国应发挥氢能作为能源载体和工业原料的双重优势,使氢能产业在保障中国能源安全、推动社会经济转型升级以及保护生态环...     

人工制氢及氢工业在我国“能源自主”中的战略地位

全球正经历从化石能源向氢能等非化石能源过渡的第三次能源体系重大转换期。为给我国实现能源体系转型和"能源自主"战略目标提供参考,综述了国内外氢工业的发展现状和发展趋势,探讨了人工制氢、储氢技术的发展途径,明确了氢工业的战略地位。研究结果表明:(1)发展氢工业,是优化能源结构、保障国家能源安全的战略选择,在实现我国"能源自主"的战略中占有重要地位;(2)全球氢工业发展初具规模,人工制氢仍主要依靠化石资源,煤炭地下气化制氢符合我国的国情,具有较大的发展潜力;(3)与氢工业相结合的新能源,将是未来能源消费的主体;(4)电解水制氢将贯穿于氢工业发展的全过程;(5)安全、高效储运氢技术是氢能实用化的关键,液态储氢将是未来主要的储氢方式。结论和建议:(1)氢工业基础设施建设处于起步阶段,但发展迅速;(2)我国发展氢工业,近期应在煤炭地下气化制氢方面取得突破,初步形成产业链;(3)中期促使氢工业成为新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分;(4)远期力推氢能成为我国能源生产与消费结构的重要组成部分,力争实现"氢能中国",依靠新能源等实现国家"能源自主"。     

氢能工业现状、技术进展、挑战及前景

在中国实现“碳达峰、碳中和”战略目标的要求下,作为一种可再生清洁高效二次能源,氢气能源得益于资源丰富、来源广泛、燃烧热值高、清洁无污染、利用形式多样、可作为储能介质及安全性好等优点,将成为助力能源、交通、石化等多个领域实现深度脱碳的现实途径,也将成为我国构建现代清洁能源体系重要的接替能源,加快氢能发展步伐已成为全球共识。为了给氢能相关产业加快发展和能源公司加速转型提供理论支持,并为构建“氢能中国”提供依据和参考,阐述了氢产业链中制备、储运、应用等重点环节主要关键技术进展,分析了氢能工业化现状与发展趋势,探讨了氢工业发展所面临的挑战,展望了氢能产业的发展与未来。综合研究认为：(1)我国的氢能技术将走向成熟并进入产业化之路,氢能工业全产业链体系正在逐步形成,将逐渐实现由灰氢、蓝氢到绿氢的跨越式发展;(2)加快推进制氢、储氢、运氢、氢燃料电池、加氢站及其他用氢场景等氢能全产业链整体发展,注重与油气工业深入融合协同,将有效推进氢气工业体系快速高质量发展;(3)推进和实施“北氢东输”“西氢东输”“海氢上岸”等重大工程,利用加油气站等基础设施,可以在产氢、加氢等产业链节点发挥油气公司的先天优势,实...     

国内外氢能产业政策与技术经济性分析

氢能作为21世纪人类可持续发展最具潜力的二次清洁能源,受到全球范围的高度重视。分析了国内外氢能产业政策、技术与经济性等发展现状：当前国外主要发达国家结合自身禀赋,形成了深度脱碳、能源独立和资源出口等“氢经济”战略模式,并加速电解水制氢、高密度气液固储氢、大规模地下储氢和长寿命氢燃料电池等氢能核心技术的布局;我国氢能产业发展尚处于初期阶段,上游制氢以灰氢为主,中游的氢储运技术与经济性存在瓶颈,下游氢能应用产业刚刚起步,需要结合不同地区资源状况与产业特点推动氢能差异化和多元化发展,通过研究机构与龙头企业联手引领突破技术与经济壁垒和政府出台政策引导扶持,加快构建具有中国特色的氢能“制-储-运-加-用”产业链与规模化发展。     

氢能利用的瓶颈分析与前景展望

清洁燃料氢能具备净零排放,燃烧值高,在燃料电池中利用充分有效,绿色制氢可消纳太阳能和风能发电间歇式、状态高低起伏不定的不足等诸多优点。氢燃料电池汽车具备高续航、加注时间短等优势。但氢能利用存在技术和成本两大瓶颈,制约着氢能广泛利用。随着世界各国陆续采取政策扶持、政府推动、企业大规模行动等措施,以及技术不断进步推动成本下降,氢能利用必将拥有广阔的发展前景。中国氢能利用现处于起步阶段,各级政府纷纷做出规划、出台扶持和激励政策,上海、苏州、佛山等城市走在前列;企业也积极行动起来,中国石油、中国石化等企业的制氢、加氢业务,燃料电池、氢能源汽车业务,以及未来规划已经展开。为此建议:国家层面要构筑好发展氢能的良性机制;加快构建上中下游完整的“氢气工业”;地方政府要积极发展与慎重论证并重;企业要积极付诸转型行动,占据氢能先机。     

碱性水电解制氢装置大型化的研究进展

发展基于水电解制氢的绿色氢能有助于消纳波动的可再生能源“弃光”“弃风”并显著降低氢能成本。碱性水电解制氢技术是未来大规模制备绿氢、连接可再生能源与高碳排放行业、协同实现“双碳”目标的关键性技术。实现绿氢低成本制取的核心是高效大功率碱性水电解制氢装置的高效化、规模化、大型化研制。碱性水电解制氢装置大型化技术攻坚与装备研发的重要方向是高电流密度、大功率和低能耗。电解槽的性能参数决定了整个系统的技术性能。文中从电解槽关键材料的研究、电解槽结构设计优化及相应配套设备大型化面临的挑战等方面描述了实现碱性水电解制氢装置大型化发展的方向。     

世界氢能产业与技术发展现状及趋势分析

氢作为一种来源广、零污染、零碳排的绿色能源,是推动传统化石能源清洁利用和促进可再生能源规模发展的理想能源载体。美国、欧洲和日本等发达国家和地区十分重视氢能产业与技术创新发展,纷纷出台政策和投入资金,加快氢能产业与技术研发布局,重点推动燃料电池汽车量产和加氢站基础设施建设。世界氢能技术创新十分活跃,氢气绿色制取、高效储运进展显著,氢能产业已进入商业化发展前期。中国氢能技术研发和产业发展布局近年取得积极进展,氢能上中下游产业集群已具雏形。石油公司具有较好的产业基础和资源市场等优势,应谋划产业布局,加快推进氢能发展战略研究和试验示范;通过构建创新联合体、构筑产业联盟,加快氢能科技创新,推进氢能与传统油气业务一体化融合发展,积极培育氢能新兴产业,坚定迈向综合性能源公司。     

支持绿氢产业快速发展——专访全国人大代表，中国石化中原油田执行董事、党委书记张庆生

<正>破除经济性、技术、政策等方面的制约因素,进一步提升我国绿氢产业的发展速度。“双碳”背景下,发展氢能、太阳能、地热能、风能等新能源产业,成为应对气候变化、推动绿色低碳发展的战略选择。而有“最环保能源”美誉的氢能在新能源产业中占据了重要地位。加快氢能产业发展被写入了2024年政府工作报告,成为今年培育新兴产业和未来产业的重点工作之一。     

集中式制氢技术进展及成本分析

氢能具有质量能量密度大、来源多样化、应用场景丰富、终端零排放等特点,在保障国家能源安全、应对气候变化、推动产业升级、实现高质量发展等方面具有重要意义。本文重点介绍集中式制氢的主要类型,包括天然气制氢、煤制氢、工业副产氢和电解水制氢,并分析其制氢成本。对于煤制氢和天然气制氢,技术比较成熟,全球范围内应用广泛,原料价格对成本影响较大;对于工业副产氢,现阶段最具市场竞争力;对于电解水制氢,发展潜力最大,若与可再生能源结合,生产的氢气属于“绿氢”,更符合未来绿色能源需求。     

氢风劲吹正当时

氢能,近期正受到前所未有的广泛关注。由于处于产业发展初期,还需加强调研、科学论证,做好战略支撑工作,保障氢能在我国的高质量发展。氢能在我国的高质量发展,需要考虑和解决三个问题,即氢从哪来?用到哪去?是否有商业化的可能性?氢从哪来,是指煤制氢、工业副产氢需考虑是否有富余氢用于氢能产业发展,可再生能源制氢需考虑当地是否存在合适来源。     

瓶颈不除,氢重不得

正为防止氢能经济"越发展、越耗能、越污染",我国须引导蓝氢高值利用和绿氢大规模发展。中国已做出2060年实现碳中和的庄严承诺。相对于煤碳、石油和天然气,氢能具有能源强度高、能源转化率高、碳排放量低的"两高一低"优势,适合于在未来能源中大力发展,而氢能的低碳和减排效应,可助力实现碳中和目标。然而,氢能也存在技术难度高、生产成本高、储存和运输困难大的"两高一大"问题,在制氢过程中也有"灰氢"(化石能源制氢)、"蓝氢"(工业副产品制氢等)、"绿氢"(可再生能源制氢)之分,特别是目前中国的制氢主要不是利用电解质而是用化石原料如煤炭、天然气,使得制氢过程存在高污染、高排放、     

现代能源体系耦合绿氢化工应用的研究进展

为应对气候变化，开展低碳化变革将成为可持续发展的重要抓手。低成本可再生能源发电与氢能、碳捕集等技术深度耦合，是未来能源技术革命和产业发展的重要方向。绿色低碳发展已成为未来主旋律，通过构建氢电耦合产业发展格局，可充分发挥清洁能源在产业绿色低碳升级中的示范作用，以及在低碳技术创新应用中的主体作用。总结了近年来能源结构优化及工业低碳经济转型的迫切需求；分析了新型的“工业+绿氢”低碳发展模式；探讨了能源承载型绿氢化工产业发展可行方向，以助力低碳乃至零碳产品供给；进一步对低碳技术应用于零碳园区创建进行了展望。     

川渝地区天然气产业与氢工业融合发展路径

“双碳”背景下,天然气产业与氢工业融合发展将势在必行,天然气与氢气同属气体能源,两者在产业链及生产制备—储运—利用等相关技术上存在交集,产业融合发展具有较强的理论和实践可行性。为此,通过研究天然气和氢气的制备及储运基础技术、储存—运输—加注等环节技术革新和管制放松的产业融合理论,构建了产业融合模型,结合川渝地区产业基础优势,提出了天然气产业与氢工业融合协调发展实施路径。研究结果表明：(1)依托川渝地区丰富的天然气资源,积极发展天然气制氢业务;(2)依托该区天然气管网优势,重点突破天然气管网掺氢运输,适应后期规模化用氢需求,降低终端成本,逐步“西氢东输”;(3)依托天然气装备制造优势,转型升级,大力发展超高压及低温液氢储运装备;(4)依托该区庞大的加油、加气站群,改扩建站点,合理布局具有加氢功能的综合能源补给站;(5)依托该区巨大的天然气消费需求,稳步推进混氢天然气在交通、民用和工业领域的示范应用。结论认为,川渝地区天然气产业与氢工业融合协调发展将助力低碳清洁能源体系的构建和能源结构的转型升级,能够为中国的天然气产业与氢工业高质量融合发展提供川渝实践样板。     

油气行业可再生能源制氢技术进展与前景展望

利用可再生能源制氢,是油气企业推动能源结构优化升级与深度脱碳的重要途径。油气企业近年通过全产业链技术研究与示范应用,积极推动氢能产业高效益、规模化发展。文章研究对比了碱性电解水制氢（ALK）、质子交换膜制氢（PEM）和固体氧化物电解制氢（SOEC）等技术的优势与挑战,分析了国内外代表性油气公司在制氢产业和项目方面的布局规划。中国石油围绕绿氢产业链与制氢技术链,持续攻关符合自身特色应用场景的可再生能源制氢技术及配套系统,涵盖基础研究到项目示范,在高效率电极催化剂材料、电解槽系统优化、氢电耦合系统、大规模大容量制氢装置、固体氧化物电解制氢技术、太阳能光解水制氢技术等领域取得系列创新成果。结合我国油气企业制氢技术特点、场景特色与项目现状,对未来可再生能源制氢领域发展提出建议和展望。     

油气产业氢能利用的经济性与CO2减排效益分析

中国在实现“双碳”目标和新型能源体系的构建过程中，油气产业发展中氢能利用具备独特的地域、技术和基础设施等优势。为此，总结了氢能产业的技术特点和油气产业发展氢能的优势，提出了4种典型的油气产业氢能发展路径，并运用蒙特卡罗模拟方法，从平准化成本和CO₂减排效益2个方面分析了各路径在不同资源禀赋条件下的发展趋势。研究结果表明：(1)蓝氢路径中，煤制氢耦合碳捕获与封存技术可以凭借其成本和CO₂减排优势作为油气产业氢气清洁化生产的过渡路径；绿氢路径的CO₂减排效益优于蓝氢路径，可以作为中长期的发展路径。(2)在天然气资源丰富、价格低于1.38元/m³的地区，天然气制氢耦合CCS技术具有较好的经济性和CO₂减排效果。(3)年光照有效发电小时数大于1 390 h的油气田布局光伏制氢向加氢站供应清洁氢气将具有一定的经济可行性。(4) 2030年，油气产业布局海上漂浮式风电制氢+天然气掺氢混合使用的业务在风力条件优越、年有效发电小时数大于2 900 h的资源区将具备可行性。(5)其他资源区氢能利...     

氢气储运技术的发展现状与展望

随着世界能源危机和环境污染的不断加剧,推动清洁能源革命已成为世界能源产业未来发展的重要趋势。近年来,中国对新能源产业的发展日益重视,尤其是对氢能产业的开发力度日益增大。在未来,氢能有望在推动中国能源结构改革、保障国家能源安全等方面扮演越来越重要的角色,并可能在能源、化工、交通等领域引起一系列变革。在氢能产业发展过程中,高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的必要保障。目前,氢气的典型储运方式主要包括高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运技术等。综述了各储氢技术的研究现状,并在对不同氢气储运技术进行综合对比分析的基础上,对中国未来氢气储运技术的发展方向做出展望。     

电解水制氢之提效降本

氢能作为一种绿色清洁能源，被誉为未来最有前景的替代能源之一。近年来，电解水制氢作为一种绿色制氢技术受到了广泛关注与研究，但因电解水反应阳极析氧过程受热力学限制以及动力学反应速率缓慢，导致阴极的产氢效率很低，且产物氧气的附加值不高。基于电解水制氢之提效降本目标，从高效电解水催化剂设计、海水电解制氢以及电解水制氢耦合氧化等角度综述了电解水制氢的最新研究进展，特别是分析了催化剂设计与系统设计对制氢效率的影响。最后，对电解水制氢领域现阶段存在的挑战以及未来发展方向进行了展望，期望为电解水制氢技术的发展提供借鉴。     

未来氢能将占我国终端能源消费10%

正未来,氢在我国终端能源体系占比至少将达10%。氢能将与电力协同互补,共同成为我国终端能源体系的消费主体。11日,由中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟(以下简称中国氢能联盟)举办的"2018年中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛"在海口召开。论坛上发布的《中国氢能源及燃料电池产业发展研究报告》核心观点做出以上"保守"估计。     

“碳中和”背景下的液氢发展之路探讨

全球环境问题的凸显加速了能源结构向降低化石燃料依赖方向的转型,以风光发电为代表的可再生能源得到快速发展,其中氢能的发展成为热点之一。随着氢能规模化发展,液氢是突破整个氢能体系规模化、商业化运营瓶颈的必由之路,也是实现“碳中和”目标的必由之路。为此,以可再生能源与液氢结合的电氢体系为基础,制订了基于液氢的产业发展路径,分析了液氢路线优缺点,探讨了“碳中和”目标下液氢所应承担的角色,梳理了液氢加氢站中液氢储运的液氢加氢（L-LH2）、高压气氢加氢（L-CGH2）、高压低温加氢（L-Cc H2）三种技术模式,指出了液氢产业链需要解决的难题。研究结果表明：(1)参考国外氢能发展路线和LNG的发展历程,建立可再生能源与液氢结合的电氢体系,制订基于液氢的产业路径,可实现新能源的优势互补良性发展;(2)液氢路线具有储存和运输方便、安全性高、纯度高等优点和技术难度大、能耗较高等缺点,与风光电结合可规避因能耗高而成本高的缺点;(3)“碳中和”目标下液氢承担了储能介质、能源媒介、工业原料三大角色,将在储能领域发挥重要作用;(4)液氢产业链需要解决的主要难题包括中大型氢液化装置、大型液氢球罐、高压液氢泵、液...     

氢能开发与利用中的关键问题

通过分析利用化石能源及可再生能源制氢和氢气利用过程的能源效率、三废排放对相关产业的带动作用,强调氢能是一次能源高效利用的有效途径,氢能是最清洁的二次能源,发展氢能将有力推动产业创新与产业转型,氢能开发利用中的安全风险是可以控制的。系统完整的技术支持是氢能开发利用的关键,提出了我国开发利用氢能需要深入研究开发的技术与装备。