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世界氢能发展方向,从五大产业看氢能发展趋势

投稿2023-12-15已被浏览0

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1、建议收藏!从五大产业看氢能发展趋势

近年来,我国化石能源大量消耗带来环境污染问题,大力支持可再生能源发展可有效解决这些问题。可再生能源份额增大带来了能源消纳及电网安全运行的问题。据统计,至2020年底,我国风力机装机容量高达2.3亿kW,光伏装机容量高达2.5亿kW,弃风、弃光量约占5%。氢能作为储能介质与可再生能源耦合,一方面可以提高可再生能源的利用率,有效解决能源消纳问题;另一方面可以提高并网时电网安全运行的稳定性。我国的H2主要通过化石能源热解/重整、工业副产气提纯及电解水等技术制取,其中化石能源制氢及工业副产气制氢占主导地位,可再生能源电解水制氢比例不足1%。氢能与我们的生活息息相关,H2作为化工原料已被大量应用于化工行业,例如石油炼制、合成氨、甲醇和其他石化产品等,还可以用于储能发电、供热、冶金及交通运输等领域。目前,我国已建立了较为齐全的氢能相关标准,开展了加氢站、H2输运管道、可再生能源与氢能储能等项目示范工程。本文从制氢、燃料电池、氢能汽车、加氢站及氢能冶金等方面梳理我国氢能产业的发展现状,分析了氢能产业的不足,为未来氢能发展提供参考。

1、我国氢能发展现状

进入21世纪,我国氢能产业逐渐加快发展步伐,已初步形成诸多产业集群。京津冀、长三角、珠三角等经济发达地区,已成为氢能产业的领跑者。我国众多企业积极参与氢能产业布局,在诸多领域逐渐缩小与国外技术的差距。

1.1制氢产业

2020年我国H2年产量约为2500万吨。我国煤炭资源丰富,H2生产主要来源于石化和煤化工企业,化石燃料制氢和工业副产气提纯技术制氢量约占全国制氢总量的99%。中国煤炭工业协会数据显示,2020年我国的煤制氢量约占比62%,天然气制氢量占比约19%,工业副产气提纯制氢量约占比18%,电解水制氢量约占比1%,生物质制氢技术尚未完全成熟,其制氢占比可忽略不计。表1归纳了不同制氢技术的优缺点。煤制氢是最成熟的制氢技术,具有成本低、工艺简单以及可大规模量产等特点,但是生产过程中会排放大量的CO2。目前,我国的CO2捕集、利用和封存技术(Carbon Capture, Utilization and Storage,CCUS)尚未完全成熟,碳捕集的投资成本较高。

表1 不同制氢技术对比分析

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近年来,可再生能源电解水制氢技术的发展热度越来越高。索比光伏网公布的数据显示,2021年全球范围内电解水制氢项目高达50GW,全球相关项目计划总量高达80GW。我国部分已开展的可再生能源电解水制氢项目有:2009年,国家电网公司开展了风光联合制氢技术的研究,提出了多种模式下制氢的应用方案,并对系统综合效益进行分析;2014年,中国节能环保集团开展了风能直接制氢技术的研究,并利用氢燃料电池将氢能与风能耦合并网发电,其制氢功率为100kW;2015年,河北建投公司投资建设了国内首个风电制氢示范项目,风电制氢功率为10MW,并于2019年投产。2019年,阳光电源公司在山西省开展了大规模光伏制氢项目,并对H2输运及存储技术进行研究。2020年,宝丰能源集团投资14亿元用于开展光伏制氢储能示范,该项目是国内最大的光伏制氢储能项目,涉及电解水制氢、储运、加氢站以及交通运输等多个领域。京能电力在内蒙古投资230亿元用于建设容量为5GW的风、光、氢、储一体化项目,其规划电解水制氢规模为20000m3/h,对推广“绿氢”发展具有重要意义。2020年以来,国家电投集团、国家能源集团、京能电力等诸多企业总计规划开展9个氢能产业项目,其氢能项目建设地点涉及全国多个省份,预计投资约466亿元。这些项目将开展风光联合制氢系统研究和示范工程、探索可再生能源高效制氢技术,旨在推动我国氢能产业发展。

1.2燃料电池产业

燃料电池按电解质的种类可分为碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池等。质子交换膜燃料电池具有能源转化效率高、可靠性高、启动快、结构简单及无污染等特点,被认为是燃料电池汽车和固定发电站的首选。燃料电池由电堆、空气压缩机、加湿器和H2循环泵等系统部件构成,其中电堆占燃料电池成本约60%。电堆由双极板、催化层、扩散层和质子交换膜部件等构成,其部件的材料决定了燃料电池的性能和使用寿命。我国致力于质子交换膜燃料电池技术的研究,开展了双极板、催化剂和质子交换膜等关键材料研究。目前,我国已实现石墨双极板自主化生产、金属双极板小规模生产,部分公司已将燃料电池功率密度提升到 2kW/L以上。大连化物所和贵研铂业在低铂催化剂领域做了大量研究,并在降低铂含量方向取得了突破性进展,国内氢燃料电池催化剂的铂载量约0.3~0.4 g/kW。我国在质子交换膜的制作工艺及新型材料上做了大量的研究,已初步具备了质子交换膜研发和生产的能力。东岳集团已将质子交换膜厚度降低到15μm,但尚不具备大规模量产的能力。

我国在膜电极工艺、电堆功率、功率密度等研究领域取得了较大进步。燃料电池的代表性企业有亿华通、上海重塑、弗尔赛、国鸿氢能、武汉雄韬、新源动力等,其产品参数见表2。从表2可知,我国在提高燃料电池额定功率、功率密度、使用寿命及冷态启动适应性等多个领域取得了技术突破。目前,我国燃料电池的额定功率已突破130kW,在零下30℃的环境中均能快速启动,使用寿命逐渐增加,质量比功率密度不断增大。上海重塑的燃料电池具有种类多、功率密度大、使用寿命长等特点,其市场份额占比最大,其次是亿华通、国鸿氢能、武汉雄韬等企业。国产燃料电池正逐步向大功率、长寿命方向发展。

表2 国内燃料电池产品及参数

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1.3氢能汽车产业

我国对氢能汽车制造的研究几乎与国外同步。2004年,亿华通公司参与《国家氢燃料电池汽车的相关科研》项目,开展氢能汽车的相关研究。2006年,金龙客车与上海交通大学联合研制出了国内第一台氢燃料电池电动公交车。2008年,金龙客车和清华大学共同参与新型氢能客车的研制,并且成功运行。2014年,东岳集团与加拿大AFCC公司签订了《联合开发车用燃料电池膜电极协议》,打破了国外车用膜电极技术垄断的局面。2018年,中国一汽首台自主研发氢能汽车成功点火,标志着我国在氢燃料电池汽车领域取得重大突破。随着氢能产业规模不断扩大,2018年之后国内众多车企开展了氢能汽车核心技术研究,在多个地区建立氢能汽车示范基地。上汽集团与上海市签订合作协议,结合上海市氢能产业发展规划,积极开展氢能汽车示范项目。东风公司与云浮市、佛山市签署合作协议,旨在研制具有高效率、高安全性以及全功率的氢能汽车。飞驰汽车在佛山市和云浮市投资建设氢能汽车制造基地,旨在研制高性能的氢能客车,加快我国氢能汽车商业化运营的步伐。

随着燃料电池技术的进步,以上汽、一汽、东风汽车、吉利汽车、金龙客车、宇通客车及飞驰汽车等为代表的企业已具备氢能客车及物流车商业化发展的条件。我国已在北京、上海和广州等36个城市开展氢能汽车示范运行,研发了近百款新型氢能汽车。据不完全统计,我国已研制69款氢能客车、18款氢能物流车、5款保温车、3款牵引车及5款其他类型的氢能汽车,客车和物流车占主要份额,整车制造技术正在不断完善。目前加氢站基础设施尚未完善,氢能汽车示范应用均采取公交线路和短距离物流运输的形式。近年来,我国的氢能汽车产业发展逐渐步入正轨。如图1所示,2016—2019年燃料电池汽车的产销量逐渐增加,2019年相较于2018年氢能汽车产量增加约75%。2020年在新冠疫情的影响下,产销量均出现明显下降。截止到2020年底,我国已累计推广氢能汽车7342辆,成为氢能汽车运营最多的国家。

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图1 我国燃料电池汽车产/销量

1.4加氢站产业

加氢站将H2压缩并储存在高压储气罐中,通过加氢机完成加注服务。2020年底我国已建设120余座加氢站,加氢站数量仅次于日本。目前,国内35MPa型加氢站技术较为成熟,仅能满足少部分氢能汽车的加注需求。70MPa型加氢站的储气瓶的材料尚未完全实现自主化生产,压缩机、加氢机及部分关键零部件依赖于进口,其建站投资成本超千万元。我国仅有如皋神华加氢站、上海驿蓝金山加氢站以及山东潍柴加氢站等部分加氢站具备35MPa和70MPa两种加注能力。将氢能与石油行业结合,可充分发挥石油行业现有的资源和技术优势,可通过对现有的油气管网和加油站等基础设施改造升级加快氢能产业布局。中国石油化工集团已建成14座油/氢混合加注站,打通了制氢、储运和加注等氢能产业。目前,我国在加氢站领域从事核心设备研发的企业较少,导致关键核心技术缺失。加氢站的压缩机、加氢机、储氢罐等关键设备主要依赖进口,分别占建设成本约32%、14%、11%,设备成本约占建站成本的一半。我国加氢站在运营管理规范方面尚处于初级发展阶段,一方面加氢站的安全要求、操作流程等缺少统一的标准规范;另一方面加氢站的资质许可条件、关键设备的运行监测等方面需进一步完善。

2016年,我国在运营的加氢站有 3 座;2017 年,新增了 5 项建站项目;2018年,新增10项建站项目;2019年底,加氢站已投入运营 41 座;2020年底,已建设完成120余座加氢站。我国的加氢站主要分布在长三角、珠三角、京津冀等经济发达地区,这些地区给予建站的补贴较大。目前京津冀已建成13座加氢站,长三角地区已建成23座,珠三角地区已建成30座,其他地区已建成54座。我国已建成的大部分加氢站尚未投入商业化运营,一方面氢能生产及储运的成本较高,阻碍了供氢产业链的大规模发展;另一方面现在运行的氢能汽车数量较少,尚无法满足加氢站的满负荷加注,加氢站均处于亏损状态。

1.5氢能冶金产业

2020年,我国粗钢的年产量约10.5亿吨,约占全球总产量的50 %,其碳排放量约占全国排放总量15%。数据显示,冶金行业每生产1吨钢材,高炉工艺碳排放约 2.5t,电炉工艺碳排放约0.5吨。国内冶金业普遍采用高炉炼钢,电炉份额较小。在我国碳中和的发展目标下,传统的碳冶金工艺已不适合未来钢铁行业的发展,钢铁行业必须向绿色低碳方向转型。氢能冶金技术为未来钢铁行业脱碳提供了新途径,该技术利用H2代替碳作为还原剂,将铁矿石还原成铁,其产物是清洁的水,大大减少了冶金行业的碳排放。

氢能冶金技术主要分为富氢还原技术和全氢还原技术。全氢还原技术是利用100%纯度的H2与铁矿石反应,反应过程需要吸收大量的热量,存在炉内温度降低的问题,导致铁矿石还原效率降低。由于全氢还原技术受大规模制氢成本、氢能储存及运输、炉内反应温度下降等因素的限制,其尚处于探索发展阶段。富氢还原技术是利用富含氢元素的材料作为还原剂,其反应过程中碳元素仍然是主要的还原剂,富氢材料通常选用焦炉煤气、天然气和塑料等。焦炉煤气中富含H2CO2,向高炉中吹入焦炉煤气不仅可以提高冶炼的生产效率,还可以显著降低CO2的排放量。当焦炉煤气吹入量增加50m3时,每生产1吨钢铁可减少约5%的碳排放。天然气的主要成分是甲烷,向高炉中吹入天然气时,其被分解成H2和CO。将H2和 CO作为还原剂与铁矿石进行还原反应,可有效降低炉内CO2的排放量。天然气在高炉中不仅能提供优质的还原剂,还可降低炉内的焦比,提高生产率。塑料中含有丰富的碳元素和氢元素,将废弃塑料经过筛选、粉碎、制粒等工艺处理后送入高炉内生成H2和CO,将H2和CO作为还原剂与铁矿石进行还原反应。该技术不仅可以实现废料的循环利用,还可以提高炼钢的产量和品质。塑料的含氢量约是煤粉的3倍,向高炉内吹入1吨的废塑料可减少CO2排放0.28吨。

近年来,中国钢铁业为寻求低碳转型,也开始探索氢能冶金的道路。国内钢铁企业陆续布局了氢能冶金产业,代表性企业有河钢集团、宝武集团、建龙集团及邢钢集团等,其氢能冶金项目如表3所示。2017年,邢钢集团已将富氢冶金工艺应用于钢铁冶炼。2019年,河钢集团与意大利特诺恩集团签订合作协议,通过绿色制氢、煤气净化和气体重整等技术建设全球最大规模的氢能冶金示范工程。氢能冶金技术可从源头上解决冶金过程中碳排放量大的问题,为我国钢铁行业绿色低碳转型提供了新路径,对于我国钢铁行业的发展具有重要意义。

表3 国内氢能冶金项目

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2、产业发展思考

在国家和各地政策的引导下,我国的氢能产业已经初步成型,氢能行业快速发展期已经到来。

2.1制氢产业

目前,我国的化石能源制氢和工业副产氢等技术相对成熟,具备大规模制备的产业基础,其主要以煤气化、煤焦化、甲醇裂解、天然气重整及工业副产气提纯等方式生产H2。但是生产过程中会排放大量的CO2,与我国“30碳达峰、60碳中和”的战略目标不符。传统的化石能源制氢技术与CCUS技术相结合,可有效降低制氢过程中CO2的排放量。目前,CCUS技术存在CO2捕集困难、建设成本高、能耗高、风险不确定等缺点,难以在短时间实现大规模应用。我国可再生能源丰富,应积极探索氢能与可再生能源耦合技术。随着可再生能源装机总量增加,利用弃风、弃光量制氢,不仅能提高可再生能源的利用率,还能降低电解水制氢的生产成本。未来绿氢将成为我国氢能源的重要组成部分。

未来我国制氢产业发展可考虑以下几点:

1

积极推进大规模化石能源低碳制氢技术的研究,提高能源转化率,改进生产工艺,降低CO2排放量;

2

在中西部和“三北”等可再生能源丰富地区,积极推动风/光氢储联合制氢的示范项目;

3

新能源企业可通过合作的模式布局氢能产业,降低前期投资成本,缩短回报周期;

4

积极探索高效电解水技术,加强电解槽的催化剂、电极、电解液等关键材料研究,降低电能消耗、延长使用寿命和提高电解效率。

2.2燃料电池产业

我国的燃料电池产业尚处于初级发展阶段,燃料电池在整体性能和造价成本等方面与国际还存在一定的差距。我国的H2循环泵、空压机及增湿器等关键部件均处于应用示范阶段,高压储氢材料和循环设备尚未实现大规模量产。燃料电池产业仍面临关键部件及材料依赖进口、使用寿命短、可靠性差、体积较大、生产成本高、电压波动对使用寿命影响大等问题。国内核心技术缺失制约了燃料电池产业的发展,同时导致我国氢能汽车制造成本居高不下。未来随着高性能材料及核心技术的突破,燃料电池汽车将成为最具发展潜力的汽车产业。

未来我国燃料电池产业可考虑以下几点:

1

加强新型低铂和无铂的高活性催化剂和合金双极板等材料的研究,大幅度提高其性能和使用寿命;

2

探索创新型燃料电池结构,优化组装工艺,减小整体体积,提高燃料电池的均一性和体积比功率;

3

加强燃料电池系统机理及控制系统技术的研究,开发适用于冷冻液的燃料电池结构,提高燃料电池的低温适应性;

4

提高燃料电池工作的电流密度,解决膜电极在大电流下的水淹问题。

2.3氢能汽车产业

目前,我国的氢能汽车产业尚处于起步阶段,氢能汽车以商用车和物流车为主。数据显示,2020年全国累计运行氢能汽车7000余辆,与燃油汽车相比氢能汽车的占比可忽略不计。我国氢能汽车发展受到诸多因素的限制,一方面氢能汽车技术不成熟,导致生产成本过高;另一方面氢能汽车的产能较低,尚不具备大规模生产的能力。现阶段,燃料电池系统和储氢系统约占整车生产成本65%,扣除国家和地方出台的购置补贴,购买氢能汽车的价格依然超过锂电池汽车。降低生产成本是氢能汽车行业最急需解决的问题。此外,氢能汽车还存在车载储氢罐体积大、耐久性和可靠性差、控制系统开发尚未完全实现国产化、安全性监测难等问题。

氢能汽车产业未来可考虑以下几点:

1

加强车用电堆技术研究,特别是高密度、高效率、长寿命等核心技术;

2

加强新型储氢材料研究,重点研究70 MPa加氢站储氢瓶的碳纤维材料,减小车载储氢罐重量和体积;

3

鼓励燃料电池企业与汽车制造商合作,共同研制低成本、高性能的氢能汽车;

4

加大氢能汽车购车的补贴力度,降低氢燃料费用,充分调动消费者的购买意愿;

5

加强政策引导、产业规划及宣传力度,以示范带动氢能汽车发展,扩大氢能汽车市场。

2.4加氢站产业

加氢站建设是我国氢能产业发展的基础。我国加氢站布局主要集中在经济发达城市,尚未形成大规模产业布局。一方面,国内可提供H2输送能力的管道较少,使得H2输运成本偏高。另一方面,国内尚未建立一套完整的行业标准和技术规范,难以满足现阶段加氢站建设的需要。目前,加氢站配套的压缩机、储氢罐、加氢机等零部件大多依赖进口,其中购买压缩机的费用约占建站总成本30%。国内加氢站参数以35MPa为主,其建站成本约为1500万元~2000万元。建站的主要问题是关键零部件尚未实现自主化生产,投资建设成本高;建站周期较长,短期收益低且加注能力偏低;H2运输成本高、安全性待评估、建站审批流程复杂且不一致等。

未来加氢站将向低成本、高加注能力及规范化的方向发展,未来可考虑以下几点:

1

加强压缩机、储氢罐、加氢机等关键部件研究,加快零部件实现国产化,降低加氢站的投资成本;

2

加强新型高压储气材料研究,特别是低温液态储氢及固态储氢技术,提高加氢站的加注能力,大力发展70MPa加氢站;

3

考虑加油站或加气站等基础设施改造升级,建设混合加注站,减少投资成本,缩短建设周期;

4

政府部门加强加氢站产业的管理规范,制定规范化建站审批流程,同时加强建站安全管理、完善技术标准以及加大补贴力度等。

2.5氢能冶金产业

冶金行业可通过技术创新和工艺升级等途径逐渐实现行业脱碳,推进我国实现“双碳”目标的进程。探索氢能在冶金行业的应用将有助于减轻其对化石能源的依赖,同时可促进其产业延伸及降低生产成本,是实现脱碳转型的最佳方式。现阶段,我国大规模制氢及储运技术尚存在成本较高的问题,采用氢能冶金将导致冶金成本增加约30%。我国氢能主要来自于灰氢,氢能的生产过程中同样有大量的碳排放,氢能必须由清洁能源生产才能使其具有实际的减排意义。目前,采用富氢原料作为还原剂尚未实现完全脱碳,纯氢冶金技术的是未来实现零碳排的重点方向。

氢能冶金技术未来可考虑以下几点:

1

探索富氢冶金的新工艺,优化反应过程中H2含量和温度,提高原料的循环利用率及还原效率;

2

将富氢冶金工艺与CO2捕获储存技术相结合,减少冶金过程中的碳排放;

3

将H2与冶金排放的废气相结合,催化合成新的化工原料(甲醇),降低冶金行业的碳排放量,提高其经济性;

4

探索纯氢还原新工艺,解决炉内温度下降过快等问题,实现冶金行业完全脱碳转型。

3、结语

我国将氢能视为解决环境污染问题的长期战略发展方向,已初步建立了氢能产业链。但是我国在燃料电池、氢能冶金及制氢技术等领域仍然落后于国外,未来氢能发展可参考以下几点:

1

加强氢能发展的顶层规划,制定“双碳”目标下氢能产业发展目标,明确各阶段氢能发展任务,同时尽快完善行业技术标准与安全监测体系,为氢能规范化发展提供参考依据。

2

加强灰氢、蓝氢和绿氢生产技术的研究,降低氢能生产成本,提升氢能产品的竞争力,完善供氢产业链;加强燃料电池关键材料及核心技术研究,尽快实现自主化生产,降低燃料电池产业和氢能汽车产业的成本。

3

加强加氢站的关键零部件研究,加快核心部件的国产化进程;出台全国统一的立项审批流程,提高建站审批效率。

4

积极探索富氢冶金和纯氢冶金的新技术,提高氢能冶金的经济性,加快钢铁行业脱碳化步伐。

来源:现代化工

2、世界氢能发展方向,从五大产业看氢能发展趋势

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢气曾凭借清洁高效、热值高、可持续、应用广泛等突出优势,被全球誉为 “21 世纪的终极能源”。氢能的来源十分广泛,制氢的主要技术路线分为五种:石油、煤炭、天然气等化石能源重整制氢;电解水制氢;利用冶金、焦化、氯碱等过程中的工业副产气制氢;太阳能光解水制氢以及生物制氢。

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值得一提的是,传统的化石能源制氢技术依然在全球范围内占据绝对主流位置,比如在中国,曾经高达60%的氢能都是通过煤制氢技术获取。所谓生物制氢,即利用生物自身的代谢作用将水、有机废物或生物质等转化为氢气,该概念由 Lewis 于 1966 年正式提出,但早在 20 世纪 30 年代,就有科学家观察到不同细菌在光照和黑暗条件下分别放氢的现象;20 世纪 70 年代爆发的能源危机则引发了生物制氢领域的研究热潮,并逐渐形成了四种制氢技术路线:光水解、光发酵、暗发酵和光 - 暗联合发酵产氢,这些制氢过程涉及的微生物类群包括绿藻和蓝细菌等光解微生物、光发酵细菌和暗发酵细菌等。

全球已发布氢能战略的国家和地区有:中国、日本、美国、欧盟、韩国、印度、加拿大、澳大利亚、智利、挪威、德国、法国、西班牙、荷兰和葡萄牙。而巴西,土耳其,新西兰和乌克兰、阿曼也正在制定各自的国家氢能发展战略。

一、中国(全球最大的产氢国及最大的燃料电池商用车市场,全球加氢站拥有量全球第一)

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中国曾经于 2015 年成功超越美国成为全世界申请生物制氢专利的第一大国。据国际能源署数据显示,中国氢能年产能曾达到3300万吨,是全球最大的氢能生产国,是全球氢能需求的三分之一。

中国不但是全球最大的产氢国,中国还是全球最大的燃料电池商用车市场,加氢站拥有量全球第一。截至2021年底,中国已经有氢能相关企业超过2000家,涉氢上市公司150多家;2021年氢能相关企业注册量超过640家。

德国柏林著名智库Merics的专家尼斯·格林伯格成认为,全球巨头西门子和蒂森克虏伯等技术最突出的欧洲制造商,即将面临中国同行的激烈竞争。

德国《商报》曾经以“中国开始追赶绿色氢能——并可能迫使欧洲退出市场”为题刊文称,中国在氢能发展上展示了雄心,不仅在氢能生产量上已位列世界第一,在氢技术上已快速崛起。

中国设定了二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,并到 2060 年实现气候中和的目标。为了实现这一目标,中国也越来越依赖氢气。值得一提的是,中国之前发布了第一个国家氢能战略,其核心是降低绿色氢能的成本和建立国内供应链。

值得一提的是,氢能产业作为一项重要的战略资源,直接关系到国家战略安全。中国是世界上二氧化碳排放量最大的国家,与其他国家一起,正在进行一次史无前例的能源革命。

据统计,全世界总共只有685个加氢站,中国已经建成了超过250多个,占据了全球40%的比重,位居世界首位。中国在氢能领域已经走在世界前列,日本将被远远甩在身后。

值得一提的是,到2040年,中国或将占世界氢需求的一半,中国、日本、新加坡和韩国的氢需求甚至达全球的70%。意味着亚太地区将成为全球氢需求的主要市场。

《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》的预计,到2030年,国内将建成加氢站1000座。真实的速度或远快于此,仅中石化一家在“十四五”( 2021-2025年)期间就将建成1000座加氢站,其宣称要“让加氢像加油一样方便”。

中国企业在一些重要技术上未来五年左右的时间势必赶上且领先的欧美制造商。据智库 Merics 的研究,中国尤其在阀门和大型系统的效率方面需要赶上。且与欧美在绿色氢能技术方面的领先地位将会缩小。

中国氢能联盟(CHA)预测,到 2060 年,中国的氢需求将增加到 1.303 亿吨。然后可以用可再生能源生产其中的1亿吨。为实现这一目标,到2030 年,中国的绿色氢能生产成本(包括投资成本)将降至每公斤 2.40 美元。

标准普尔分析师 Ankit Sachan之前 指出,Peric、Cockerill Jingli 和山东赛克赛斯等领先的中国制造商共同占据了中国电解槽市场 60% 的份额,它们已经在生产“比欧洲同行更便宜的电解槽”。

全球和中国国内氢能需求市场十分旺盛。据中国氢能联盟预测数据,到2050 年,中国氢能需求量将达到近 6000 万吨,届时,可再生能源制氢在所有制氢方式中的占比预测能达到 70%,则可再生能源制氢的总规模可达 4200 万吨;则该行业 2050 的市场规模或超 3000 万美元。

据统计,全球共有 25 个国家进行了生物制氢方面的研究。按领域的论文发表数量进行排序,中国与美国两国处于绝对领先位置,发文数量分别为 25700 篇、24450 篇,占全球总发文数量的 22.36% 和 21.28%。日本位居第三,发文量占全球发文量的 9.05% 。

值得一提的是,在与日本相比的氢能相关的5类技术中,中国已经有4个超越了日本,其中包括制氢、储氢、安全控制以及运输。安全一直是氢能使用过程中最难解决的一项难题,不解决这一问题氢能就不可能广泛使用,而中国在这一方面已经超过了日本。

据统计,全球涉足生物制氢研发的机构大约有 5000 余家,美、德两国分别有两大机构上榜;值得一提的是,中国论文被引用的频次、篇数均遥遥领先,发文数量最高的机构是中国科学院,意味着中国在生物制氢研究领域具有很高的水平,且科研能力不断提升,获得了全球学界的广泛认可。

值得一提的是,中国申请生物制氢技术专利的起始时间较晚,1992 年才开始陆续出现且前期发展缓慢,但中国在该领域的发展步伐非常快,尤其于 2015 年成功超越美国成为全世界申请生物制氢专利的第一大国。但相比欧美等发达国家,中国境内达到产业化规模并实现盈利的生物制氢系统尚未出现,大多生物制氢系统仍集中在实验室的小试研究阶段,国内只有个别实验室进入到中试放大阶段。

全球各国家在政策领域,为抢占未来能源竞争的制高点,世界各国竞相在氢能领域加大支持力度,中国国家和地方政府密集出台了多方面的扶持政策,比如国家氢能标准委会发布的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》以及四川政府发布的《成都市氢能产业发展规划(2019-2023 年)》。借助政策东风,氢能储运等基础设施将进一步完善,中国的生物制氢产业或将迎来史上发展最为蓬勃的三十年;值得一提的是,中国国家发改委和国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,正式明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。

中国石化在所有的新能源业务当中,氢能正在成为中国石化的重中之重。中国石化表示,将打造规模最大、科技领先的中国第一氢能公司,重点聚焦交通和炼化两大领域,远期目标是成为世界领先的氢能公司。中国石化是国内第一大炼化企业,凭借煤制氢和工业副产氢的产能,中国石化目前也是全国最大的氢气生产方。中国石化2021年在新疆库车的绿氢示范项目正式启动建设,该项目是当时全球在建的最大光伏绿色生产项目,投产后年产绿氢可达2万吨。

二、美国(全球最早将氢能及燃料电池作为能源战略的国家)

世界氢能发展方向,从五大产业看氢能发展趋势

美国是全球最早将氢能及燃料电池作为能源战略的国家。早在1970年,美国便提出了“氢经济“。美国是全球氢能应用较为成熟、且拥有世界上最多氢燃料电池叉车的国家,美国曾经是氢能产业最大的推动者。美国是全球较早提出氢能研究和应用的国家,美国政府自1990年至今颁布了多项推动氢能发展的政策和行动计划。

美国已经形成了“制氢—运氢—储氢—用氢”的全技术链能力。2021年2月,美国发布了最新版《氢能计划发展规划》,提出未来10年及更长时期氢能研究、开发和示范的总体战略框架,并设定了到2030年美国氢能发展的技术和经济指标,其主要内容包括以下3方面。

1)设定氢能全链条中重点发展技术的技术和经济指标,通过技术创新,提高技术稳定性和效率,降低成本,加快氢能技术或产品的商业化应用。2)通过研究可再生能源、化石能源和核能制氢技术,开发多种氢源;通过开发氢能分配先进技术、储氢介质及储氢设施,满足各种规模的氢储运的需求;通过进一步开发高性能燃料电池和合成燃料产品等,拓展氢能应用领域。3)开展氢能标准的研究和制定。

2021年7月,美国参议院通过了5500亿美元的《基础设施投资和就业法案》,提出联邦将拨出95亿元奖金用于支持氢能领域,其中80亿将用于建设至少四个区域性清洁氢能枢纽。清洁氢能枢纽将被用作氢燃料生产地点,用于供暖、交通和制造业等领域。

历史上,美国对氢能的关注要追溯到20世纪70年代的石油危机时期,由于能源自给项目的失利,美国开始布局氢能技术研发,资助氢能相关的研究项目,并于1974年在迈阿密召开了第一次氢能国际会议。同年底,国际氢能协会(IAHE)在迈阿密成立,这一组织也是迄今为止全球历史最为悠久的国际氢能组织。

美国一直都非常支持氢能的发展,同样基于美国本身所拥有的明显优势:

其一:美国氢源充足,不仅有大量的化工副产氢,而且页岩气资源丰富,规模化制氢优势明显,因为化石燃料制氢中SMR制氢的碳排放最少,相比煤制氢的碳捕捉与封存成本低得多。

其二,美国作为航天强国和工业强国,具有完善的液氢产业链基础,美国曾经是全球第一大液氢生产和使用大国,从储运到应用都比其他国家更具成本优势。而液氢技术是目前看来唯一有可能达到美国DOE车载储氢系统最终目标的技术。从氢气的生产、储运、下游应用以及基础设施方面,美国均布局完善。

其三:美国在氢气生产和储运领域。美国拥有Air Products、Praxair等世界先进的气体公司,并且有技术领先的小规模电解水制氢公司,同时还掌握着液氢储气罐、储氢箱等核心技术。液氢方面,美国在液氢生产规模、液氢产量、价格方面都具有绝对优势。

其四:美国在燃料电池制造领域。美国有以叉车燃料电池为主的PlugPower、固定式燃料电池为主的FuelCellEnergy、BloomEnergy等大型燃料电池生产企业。

值得一提的是,美国燃料电池乘用车和叉车保有量领先全球。其中丰田Mirai在美国销售了超过3000辆FCEV。美国拥有世界最大的燃料电池叉车企业Plug Power,已有超过2万辆燃料电池叉车,进行了超过上百万次加氢操作。

美国在加氢站建设领域。北美分布的68座加氢站仅一座位于加拿大,其余全部分布在美国,加州地区集中度最高,是全球加氢站数量密度最高的地区,迄今已超过40座加氢站在开放运营。

美国的Long Ridge将成为美国第一座专门建造的氢气发电站,也是全球第一座将氢掺入GE H级燃气轮机的发电厂。该工厂使用GE 7HA.02燃气轮机,该燃气轮机最初可燃烧15-20%比例的氢气,并拥有转化为使用100%氢气的能力。

美国开发了自己的燃料电池技术,全国大约有2575条氢管道,主要用于墨西哥湾地区的大型工业。燃料电池与氢能协会估计,到2030年,美国氢能需求将增长到1700万吨/年,到2050年,氢能将占美国能源消耗的14%,主要用于交通运输领域。美国没有联邦级别的氢战略,每个州都有自己的战略目标。氢能经济发展最活跃的州是加利福尼亚州,计划到2025年建成200座氢能加气站。在其“零排放汽车推广计划”中,加州要求汽车生产商在当地市场上提供一定比例的电动和氢燃料汽车。

日本(全球第一个提出实现氢能社会的国家)

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日本曾经是全球"成为全球第一个实现氢能社会的国家"。日本高度重视氢能产业的发展,政府先后发布了《日本复兴战略》《能源战略计划》《氢能源基本战略》《氢能及燃料电池战略路线图》规划了实现氢能社会战略的技术路线。在过去的30年里,日本政府先后投入数千亿日元用于氢能及燃料电池技术的研究和推广,并对加氢基础设施建设和终端应用进行补贴。日本氢能和燃料电池技术拥有利数曾经全球第一,已实现燃料电池车和家用热电联供系统的大规模商业化推广。

日本的能源结构高度倚重石油和天然气,二者占能源消费比重高达2/3,因为国内能源资源比较匮乏,95%以上的石油和天然气都需要进口。因此日本能源安全面临一定风险。2011年福岛核事故之后,日本核电发展受阻,能源对外赖程度再度提升。因此,日本迫切需要寻找能源突破口,以摆脱其对于石油和天然气的依赖。而发展氢能可提升能源安全水平、分化能源供应中断及价格波动风险。氢能来源广泛,价格与油气的关联度不高增加氢能进口和消费,能够在一定程度上分化油气价格同向波动对日本经济的影响。

日本是全球氢能源应用开发最全面和最坚定的国家。早在20世纪70年代就开始氢燃料电池技术探索。2014年在《能源基本计划》中将氢能定位为与电力和热能并列的核心二次能源,并提出建设“氢能社会”的愿景。日本先后发布《日本再复兴计划》、《能源基本计划》、《氢能基本战略》等相关文件,规划了实现氢能社会战略的技术路线,建立了全球领先的产业技术和能力储备。日本在技术、材料、设备等方面拥有非常明显的优势,尤其是已基本打通氢燃料电池产业链。值得一提的是,经过多年耕耘,日本已在氢能领域打造出一批“隐形冠军”,比如东丽公司的碳纤维、川崎重工的液氢储运技术和装备等。日本在氢能和燃料电池领域拥有的优先权专利占全球的50%以上,并在多个关键技术方面处于全球绝对领先地位。

日本之前尤其从2011年到2020年期间,申请的氢能相关专利数量达到34624个。据估计,到2025年,日本将有20万辆燃料电池汽车(FCV),到2030年将达到80万辆。而2018年日本只有2700辆燃料电池汽车。运输部门将主导日本的氢需求结构,但氢在能源和供暖领域发挥着越来越重要的作用。根据官方策略,到2030年,日本的氢气商业消耗量估计为每年30万吨。2040年实现燃料电池车的普及。

日本计划未来的氢消费量约为1000万吨/年。但值得一提的是,在日本,氢并没有完全取代传统能源。据估计,燃料电池汽车将取代2%~20%的燃油车;在能源和供暖行业,这一比例将分别为30%和20%。

日本十分重视氢能的发展。早在2017年12月,日本公布了“基本氢能战略”,提出创造一个“氢能社会”。该战略的主要目的是实现氢能与其他燃料的成本平价,建设加氢站,替代燃油汽车(包括卡车和叉车)及天然气及煤炭发电,发展家庭热电联供燃料电池系统。

日本制定的氢能发展主要路径包括三个:(1)从海外化石燃料利用碳捕获和储存(CCS)技术或可再生能源电解实现低成本零排放制氢;(2)加强进口和国内氢运输、分配基础设施建设;(3)促进氢在汽车、家庭热电联供和发电等各个部门的大量应用。

为了推进氢能战略,日本采取多种方式发展氢能产业:首先是放松管制,降低门槛,跨越各类制度性障碍,激活民间资本对氢能产业的投资;其次是加大技术开发投入,突破关键技术,因地制宜设立氢能示范城市和示范基地;还通过绿色电力证书、碳交易制度促进零碳氢燃料的市场交易,以充分反映零碳氢燃料的推广利用和普及,重点对燃料电池和加注站进行补助扶持等。

日本发展氢能初期,补助政策主要包括对于家用燃料电池、燃料电池汽车以及加氢站的补助,这三个补助政策基本上都是从刺激氢能利用的链条上发挥作用。日本已经在燃料电池汽车、家庭热电联供等领域取得很大的成效,也在逐步在氢能的无碳排放生产、氢能发电、氢能社区等领域进行示范。

四、韩国(全球连续3年位居全球氢燃料电池车(FCV)销量第一)

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韩国在某些氢能领域走在了全世界的前面。2021年,现代汽车集团连续3年位居全球氢燃料电池车(以下简称FCV)销量第一,而且市场份额高达53.5%,几乎是一家独大。除了现代汽车集团自身多年的坚持和努力之外,更离不开韩国政府的大力扶持。韩国专门成立了由国务总理牵头,8位部长及产学研各领域顶级专家构成的“氢能经济委员会”,全面支持氢能产业化工作;韩国还成立了“氢能产业政策自由特区”,推进新技术验证和政策制度创新。

韩国政府还在一些城市试点建设氢能社会,于住宅、交通区域广泛引入氢能制冷、供暖、供电,大力的补贴当然是少不了的,比如对新建的加氢站给予30亿韩元(大约合人民币1560万元)的补贴;消费者购买FCV目前也能获得约一半车款的补贴。值得一提的是,截至2021年10月,韩国现代NEXO氢燃料电池车累计销量已突破2万辆,成为全球最畅销的FCV。现代汽车集团计划曾将首款符合中国法规的NEXO正式引入中国市场。

值得一提的是,韩国还颁布了全球首部《氢安全法》与《促进氢经济和氢安全管理法》,为氢能设备的研发生产提供了法律保障,这一点特别值得全世界的借鉴。

韩国氢经济发展路线图提出,到2050年以氢进口替代原油进口;到2040年FCV累计产量超620万辆,建成加氢站1200个。由于韩国前期的政策扶持取得了良好效果,使得韩国现代汽车集团一跃成为全球FCV的领导者,该集团宣称到2028年所有的车型都将推出FCV版,到2030年FCV的成本将降到和纯电动车(BEV)相同,到2040年氢能社会的美好愿景将全面实现。

现代汽车集团计划在2022年将氢燃料SUV现代NEXO以进口车的形式引进中国,而且这将是目前中国市场唯一可以买到的,能够上牌的氢燃料电池SUV,真正实现氢燃料乘用车在中国市场的示范运行。

早在2019年1月,韩国发布“氢能经济发展路线图”。韩国氢能路线图规划不仅仅局限于汽车领域,内容还包括到2040年氢燃料家用汽车275万辆;家用发电600MW;氢燃料出租车8万台;氢燃料巴士4万台;氢燃料卡车3万台;年减少大气污染2373吨;创新工作岗位42万名;经济效果43兆韩元;氢能发电1040TOE,温室气体减少2728万吨;发电量55949Gwh。

韩国在燃料电池方面,韩国政府争取到2040年把燃料电池产量扩大至15GW,这为去年韩国发电总量(133GW)的7-8%水平。

五、德国(全球首款以氢为能源的火车的国家)

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德国在氢能方面的推广应用走在欧洲前列,尤其是六家氢能产业的龙头企业结成了H2Mobility联盟,以社会产业资本的身份通过NOW一同支持德国氢能产业发展,成为全球第二大加氢站基础设施基地。德国联邦经济部长Peter Altmaier之前表示:“我们希望在氢技术方面成为世界第一。

德国曾经宣布了一项国家氢气战略,此战略计划于2030年打造一个将5吉瓦的可再生能源用于生产氢气的国内市场。另外德国与摩洛哥签署合作协议,计划在这个北非国家建造一个100兆瓦的绿氢设备。

电话政府希望将淘汰煤电的期限从2038年提前至2030年,并在2045年实现温室气体净零排放的目标。氢能在德国能源转型中的地位更加凸显。在今年举行的德国汉诺威工业博览会上,氢能源成为一大展出亮点。德国阿普斯公司已经开发出可续航800公里的氢能飞机。

德国在降低碳排放道路上,一直在努力达到全球领先水平,而氢能则是德国政府未来实现低碳目标的主要形式之一。

德国作为欧洲第一大经济体,其所取得的经济地位离不开能源的支持,由于早期一直依赖于煤炭和石油,因此曾在1990年单年产生10亿吨的二氧化碳,经过将近20年的努力,到目前为止,德国减少了近四分之一的温室气体的排放,采取的主要措施是降低煤炭使用量,逐步淘汰燃煤电厂,提高核电比例。德国总理默克尔曾做出承诺,到2030年将二氧化碳排放量在1990年水平上减少50%。值得一提的是,全球铁路运输业创新和环保技术领域的领导者阿尔斯通公司之前宣布,由他们生产的世界首款以氢为能源的火车于2021年在德国正式开跑。

2020年6月,德国通过《国家氢能战略》,指出氢能对于德国核心部门(如钢铁和化学工业)以及交通运输部门的脱碳至关重要。在该战略中,德国推出38项具体措施,大力支持相关科研是其中非常重要的一个方面。2021年1月,德国联邦教研部投资7亿欧元启动三个氢先导研究项目,分别是探索水电解器批量生产、海上风能制氢和氢气安全运输问题,重点解决氢经济发展中的技术障碍,特别是降低大量生产和运输氢的成本。

在绿氢问题上,最迟在2040年之前在德国部署10GW的绿氢电解槽,到2030年部署最高5GW,包括所需的额外可再生能源发电能力。

值得一提的是,德国汉堡市启动了规模宏大的氢能示范应用项目——“HyCity(氢能城市)”的计划,被称之为“通向明天能源世界的窗口”。该计划涵盖了氢气制取、运输、储存及燃料电池应用的氢能全产业链。德国致力于开发集风力发电、电解水制氢、高压储氢及燃料电池发电技术于一体的氢能应用技术,并建立多个氢能示范应用中心。为了全面推进国家氢能战略,2021年,德国又发布了《德国氢行动计划2021—2025》,分析了到2030年氢经济增长预期,并为有效实施国家氢战略提出了包括绿氢获取在内的80项措施。

六、英国(世界首个氢能和可再生能源储存技术的国家)

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英国曾经开发世界首个氢能和可再生能源储存技术。英国曾发布氢战略,称将在未来十年内通过差价合约等新机制,增加“蓝氢”供应,即配合碳捕集和封存技术(CCS)的天然气制氢。这种方法可以迅速增加供应,但成本高于专注发展用可再生能源制取“绿氢”。

英国首相鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)之前公布了其价值120亿英镑的“绿色工业革命10点计划”,其中包括提高氢产量的举措,并承诺在本世纪末建成一个完全由氢供热的城镇。该计划提出,到2030年,将实现5GW的低碳氢产能,满足工业、交通、电力和居民用能。

约翰逊同时宣布,提供5亿英镑的资金,用于试用氢气取暖和做饭的住房,从2023年开始建造氢社区,目标是在本十年结束前建成一个拥有万户居民的“氢能小镇”,其中2.4亿英镑将用于新的制氢设施。

约翰逊还承诺,到2030年(比原计划提前十年),停止售卖新的汽油和柴油汽车及货车;到2035年,停止售卖混合动力汽车。这意味着,2030年后,英国将只销售氢燃料电池汽车、电动汽车等新能源汽车。据英国政府估计,到2050年,英国低碳氢燃料的潜在市场将达到每年700TWh,相当于目前天然气市场的规模。

在全球范围内,氢理事会路线图提出到2050年,全球氢技术和服务年销售额将达1.94万亿英镑,创造3000多万个就业机会。预计2015年-2050年,全球氢需求或将增加十倍,从8 EJ增加到约802 EJ

2021年8月,英国发布《国家氢能战略》,提出到2030年,氢将在英国化工、炼油厂、电力和重型运输(如航运、重型货车和火车)等高污染、能源密集型行业脱碳方面发挥重要作用;2050年,英国20-35%的能源消耗将以氢为基础,最终为英国2035年减少78%排放和2050年净零排放目标做出重要贡献。

英国氢能经济分为四个阶段,分别为:2020年代早期(2022-2024年)、2020年代中期(2025-2027年)、2020年代末期(2028-2030年)以及2030年代中期以后。

在2022-2024年阶段,推进小规模的电解生产;2025-2027年,多地试点大规模采用CCUS技术的氢气生产项目,电解槽氢气项目生产规模不断扩大;2028-2030年,大规模采用CCUS技术的氢气生产项目和电解生产项目;2030年代中期以后,扩大生产规模与范围(比如核能、生物质)。

七、法国(全球未来氢能的潜力领军者)

法国液化空气集团是全球最大氢气生产商之一,阿尔斯通则在推动氢动力火车的商业化运营,空客计划2035年推出氢能客机。法国政府表示,在氢能发展方面,法国的目标是成为全球氢能的领军者。

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2020年9月,法国发布《国家脱碳氢能发展战略》,承诺到2030年将投入70亿欧元发展脱碳氢能(即生产和使用过程零碳排放的氢能)。《战略》包括三大重点:以电解水制氢为主要供能模式实现工业脱碳;发展以脱碳氢为动力的重型运输;通过研究、创新与培养竞争力服务未来氢能应用。《战略》有三大目标:到2030年建成6.5吉瓦电解槽;发展氢能交通,尤其是用于重型车辆,到2030年减少600万吨CO2排放;提升氢能产业竞争力,到2030年创造5~15万个就业岗位。

八、印度(全球未来潜力绿色氢生产中心)

印度是世界第三大能源消费国,印度热衷于减少对化石燃料的依赖,因为化石燃料对国家来说无论是在财政上还是在环境上都代价十分高昂。印度政府已开始实施其国家绿色氢战略,该战略由总理纳伦德拉.莫迪之前宣布,印度雄心勃勃的目标是最终使“印度成为全球绿色氢气生产和出口中心”。

印度电力部表示,计划到2030年每年生产500万吨绿色氢气。国际能源署预测,印度将在未来二十年的能源需求增长中占据最大份额,因为其能源消耗预计将几乎翻一番。

新德里还根据巴黎气候变化协议和Cop26做出了减少碳排放的全球承诺。行业专家表示,印度的目标是到2070年实现碳中和,而绿色氢能有助于实现这些目标。值得一提的是,全球使用的大部分氢是灰氢,它是从化石燃料中提取的。印度目前生产的几乎所有氢气都是灰色的。印度的目标是到2050年将其近80%的氢气变为绿色。

印度每年消费氢气670万吨左右,其中约有一半用在石油炼化领域,剩下的大部分被用于化肥生产。据印度能源与资源研究所预测,到2050年,印度氢气需求将翻10倍以上。美国CNBC援引印度能源公司L&THydrocarbon高管SubramanianSarma的话称,印度是全球主要化石燃料消费国,发展绿氢将有助于印度实现能源自足,但目前绿氢成本仍是传统化石燃料制氢成本的2倍以上,储氢、运氢等环节更是将进一步推高绿氢价格,因此,印度亟需出台更多配套支持措施。业界普遍认为,印度氢能产业面临的最大挑战是本土氢能制造产业链的缺失。路透社援引印度政府官员的话称,现在全球范围内可再生能源电解水制氢装置的供应都很紧张,对于印度来说,缺乏本土电解水制氢装置产线是推广氢能面临的主要阻碍。

世界氢能发展方向,从五大产业看氢能发展趋势

印度在2006年公布了其首个氢战略。10年后的2016年,该文件进行了更新。据息,印度大约有100家公司从事氢技术开发,塔塔集团就是其中之一,它服务于印度的氢燃料巴士。印度极有可能成为一个全球相当的大市场。2006年,印度推出第一个氢能和燃料电池路线图开始,印度新能源和可再生能源部就将氢能视为一个具有战略意义的领域。2016年,印度新能源和可再生能源部门发布报告,提出一项增加研发的全面计划,包括为不同的电解槽技术及可再生能源的整合提供大量资金。2021年8月,总理莫迪在的印度独立日庆祝活动上宣布了25年内实现能源独立的目标,包括扩大清洁能源如天然气的使用、推广电动车,将印度打造成全球绿色氢生产中心,并争取到2030年实现净零碳排放的目标。

九、俄罗斯(全球氢能生产潜力强国)

世界氢能发展方向,从五大产业看氢能发展趋势

俄罗斯计划在未来几十年里用氢能源出口取代石油和天然气。俄未来目标不仅将出口氢能源,还将成为世界最大氢能源出口国。早在上世纪80年代苏联便造出了世界第一架搭载氢能源发动机的飞机——图-155,它于1988年使用氢燃料进行了首飞。

俄副总理切尔内申科曾经表示,俄必须成为国际氢能市场的领导者,且有可能实现这一目标。到2050年,氢能在全球能源结构中的份额可能增至24%。俄罗斯战略目标是到2030年占据国际氢贸易的20%。

俄罗斯天然气储量十分丰富,制氢成本低廉。根据其发展构想,2035年前蓝氢将成为俄罗斯制氢优先方向。据国际能源署数据,生产绿氢的成本为每公斤2至7美元,蓝氢成本仅为每公斤1.6美元。

值得一提的是,俄罗斯具备十分发达的天然气管网。氢工业与天然气工业相似程度较高,俄罗斯境内共有输气管道超过17万公里,配气管道约70万公里,地下储气库20余座,是全球天然气管网最发达的国家之一。未来俄将通过长输天然气管网向欧洲和亚洲出口数千万吨氢,之前建设的北溪2号线的掺氢比例曾经可达70%。

俄罗斯在氢能领域具有市场优势。欧洲和亚洲是全球氢主要出口市场,紧邻亚洲和欧洲的地理优势和成熟的天然气贸易关系,使俄罗斯在向上述两个市场出口氢能方面具备优势。

2021年4月,俄罗斯新出炉了《2024年前俄罗斯氢能发展构想》。其中表示,到2050年,俄罗斯氢能出口量将达790-3340万吨,出口创收将达236-1002亿美元。2021年8月6日,俄罗斯发布分阶段发展氢能战略。战略文件指出,从现在起到2050年,俄罗斯的氢能工业将历经几个发展阶段:

第一阶段是从现在开始的三年半中,建成集生产、出口为一体的氢能项目产业集群,在俄罗斯国内推广使用氢能;

第二阶段与第三阶段是2025年—2035年以及2035年—2050年,主要用来建设以出口为导向的生产项目,在各个经济和工业领域系统使用氢能技术。

十、荷兰(欧洲第二大氢能生产国)

世界氢能发展方向,从五大产业看氢能发展趋势

荷兰正成为全球氢能产业发展的先锋。荷兰曾经启动了欧洲最大的氢能项目、率先发布国家级的氢能政策、创新技术居于世界前列。荷兰的能源消费以天然气为主,天然气占总能源消费的40%。然而荷兰决定“告别”已经较为清洁的天然气,转身拥抱更为清洁的氢能。

荷兰拥有雄心勃勃的减排目标:到2030年降低二氧化碳排放到减少95%。荷兰北部是欧洲天然气贸易的门户,未来则有望成为欧洲的氢连接点,让荷兰在即将到来的欧洲氢能革命中发挥主导作用。

荷兰已经成为欧洲第二大氢能生产国。荷兰是天然气消费国,95%的家庭能源跟全国天然气网相连,天然气消费约占全国能源消费总量的40%。荷兰在技术上,荷兰的氢能精炼非常先进,在全球也非常具有竞争力。荷兰80%左右的氢能由天然气和甲醛、工业副产品加工而来。荷兰一半国土临海,海上风电的发展为电解水制氢提供了绿色又相对低价的电力。

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