欢迎来到江苏氢港新能源科技有限公司网站!

0512-58588966
Technical articles技术文章
首页 > 技术文章 > 揭密:为何能源转型的五个挑战都和氢相关

揭密:为何能源转型的五个挑战都和氢相关

 更新时间:2024-04-12    点击量:154
向低碳经济转型需要模式转变(见页尾附件一),需要大规模投资。未来的挑战来自五个方面——仅有氢能可以在成功克服所有这些挑战中发挥作用(见下图所示 )。


图片
图例说明:氢作为能源载体,需要克服能源转型的挑战


1、在电力部门增加可再生能源使用比例将加剧供需失衡。


利用间歇性可再生能源发电和不断增加的电力需求将使电力系统达到极限。电网容量、间歇性以及低碳能源季节性(数周至数月)储存和备用发电能力的应用将是需要应对的挑战。
氢能有助于优化可再生能源的电力系统,促进可再生能源比例的进一步提高。电解水制氢利用(过剩的或主动增加的再生能源装机)电力供应生产氢气,并能在其他部门(交通、工业、住宅供热)对其进行利用,或将其储存起来供未来重新发电使用。氢有可能提高可再生能源投资的经济效益,加强电力供应的安全性,并作为一种无碳的能源季节性储存手段,在可再生能源产量低而能源需求高时供应能源。


2、为确保供应安全,全球和地方能源基础设施需要进行重大转型。

目前,全球约有 30% 的一次能源供应是跨境交易,包括各种能源载体(石油、天然气、煤炭和电力)。由于世界各地区可再生能源的生产潜力差异巨大,加上电力的 "可储存性 "有限,能源交易的需求将持续存在。一个正常运转的跨境能源基础设施对于确保能源供应安全至关重要。一个国家内的地区或城市层面也将发生变化:集中和分散能源供应的新组合将出现,从而扩大了对调整能源基础设施的需求。

氢能可提供成本效益高的清洁能源基础设施,有助于地方和国家层面的供应安全。通过运输、管道输送或卡车运输,氢气可以在城市和地区之间有效地(重新)分配能源。

3、化石燃料对能源系统的缓冲作用将不再足以确保系统的平稳运行。

缓冲能力通过保持约占世界年度能源需求总量 15%的储备来确保能源系统的平稳运行。这种缓冲能力可以吸收供应链的冲击,在国家层面提供战略储备,并预测供需失衡。目前,化石能源载体提供了大部分的储存能力。随着电气化程度的提高,这些储备将不再足以确保为所有终端用户提供稳定的能源供应。

4、一些能源终端用途很难通过电网或蓄电池实现电气化,特别是在交通领域,但在其他领域也是如此。

在许多领域,即使二氧化碳排放对应的价格非常高,但直接电气化在技术上仍然具有挑战性或不经济性。这不仅适用于重型运输、非电气化火车、海外运输和航空运输,也适用于一些能源密集型产业。在其他领域,例如轻型汽车,直接电气化虽然在技术上是可行的,但并不总能满足续航里程和充电便利性方面的性能要求。这些许多(即使不是所有)部门中,技术和/或经济上的障碍阻碍了直接电气化,氢气提供了一个可行的解决方案。


5、可再生能源无法取代(石油)化工行业的所有化石原料,但能提供一部分氢的来源。


用于生产塑料等的化石燃料在焚化炉中燃烧时,会在其生命周期结束时产生(碳)排放。这些延迟排放也需要去碳化。将氢气与捕获的碳结合可产生碳氢化合物,作为化工原料对石油和天然气进行补充。因此,氢还有助于将碳捕集与利用付诸实践,并使水泥行业等其他碳密集型行业实现脱碳。另外化学工业工程中有许多工艺直接使用氢气,目前主要来自于天然气或者煤,基于再生能源制取的氢也可以对这部分灰蓝氢进行置换,进一步降低碳排放。

综上所述,氢气的特别性质使其成为克服能源系统所面临挑战的一种有前景的解决方案。如果在电解过程中使用可再生电力,在蒸汽甲烷重整(SMR)过程中使用生物甲烷,或者在蒸汽甲烷重整过程中配备 CCS/CCU 设备,就可以在不产生任何碳足迹的情况下生产氢气。氢气的特性使其能够发电和/或供热(通过燃料电池、热电联产装置 (CHP)、燃烧器或改进型燃气轮机)。氢气的化学特性还使其可用作化学工艺的原料,包括生产氨和甲醇。氢燃烧不排放 SOx 或其他颗粒物,只排放有限的 NOx。在燃料电池中,例如在汽车中,氢的使用不会产生任何排放物,噪音也比传统发动机小。储存在储氢罐中的氢气比同等体积的电池更轻,含有更多的能量(也就是能量密度高),在能源储存和分配方面具有明显的优势。(有关氢的更多信息,请参阅附件二 ——氢的基本要素)。

附件一:

图片


附件二:


图片


来源:氢眼所见

注:已获得转载权

扫一扫,关注微信
地址:江苏省苏州市张家港市华夏科技园F幢三楼 传真:0512-58588966
版权所有 © 2024 江苏氢港新能源科技有限公司  备案号:苏ICP备2020068389号-1