氢能在能源转型中的角色 1
➢氢能(绿氢)与电力(绿电)均为二次能源,是双碳目标战略下的必然选择。氢气的利用由来已久,但并非是当前备受关注的交通和电力领域,而主要作为生产原料应用于工业领域。绿能来自于绿电,从能源效率的角度来说,优先使用电力,电力解决不了的问题再制氢,能源载体、低碳原料是氢能工业领域的核心用途。
➢氢能的发展可以从“二次能源、能源载体、低碳原料”这3个角度切入,助推能源转型进程:
➢角度1 氢气可作为高效低碳的二次能源:氢气本身是一种高能源密度的二次能源(单位质量),同时也具有较强的电化学活性、可通过燃料电池进行发电。因此氢气可应用于燃料电池汽车从而替代传统燃油汽车,节约石油消费;也可以用于家用热电联产,减少电力和热力需求;还可以直接将氢气掺入到天然气管网直接燃烧。
➢角度2 氢气可作为灵活智慧的能源载体:通过电解水制氢技术及氢气与其他能源品种之间的转化,可提高可再生能源的消纳、提供长时间储能、优化区域物质流和能量流,进而建立多能互补的能源发展新模式。比如,在区域电力冗余时,可通过电解水制氢将多余电力转化为氢气并储存起来;在电力和热力供应不足时,氢气可以通过电化学反应发电、热电联供、直接燃烧等方式来实现电网和热网供需平衡。
➢角度3 氢气可作为绿色清洁的工业原料:国际能源署、麦肯锡等机构都认为氢能将实现工业部门的深度脱碳,主要方式为应用氢能革新型工艺,可以大规模使用“绿氢”替代“灰氢”。氢气直接还原铁是氢能革新型工艺的典型代表,该工艺使用氢气作为还原剂,将铁矿石直接还原为海绵铁,之后进入电炉炼钢,从而节省了焦炭的使用、减少了因原料带来的二氧化碳排放。“绿氢”替代“灰氢”是使用来自可再生能源的氢气,来替代合成氨、甲醇生产过程中的化石能源制氢,进而实现深度脱碳。