党的二十大报告强调,要推动绿色发展,促进人与自然的和谐共生。其中一个重要任务是积极稳妥地推进碳达峰和碳中和。在“双碳”承诺下,如何建立中国式现代化与人与自然和谐共生的关系,特别是如何实现农业的清洁绿色可持续发展,已成为一个迫切的现实问题。近年来,由于能源危机、气候危机和环境污染相互影响,国际上兴起了“氢能”清洁能源的开发和利用热潮,为解决这一问题提供了另一种选择。
氢能能源具有巨大的开发潜力,但在民用领域仍面临一些难题尚未得到解决。
在人类发现电能之前,主要依靠含能体能源,尤其是化石燃料来供应能源。随着电力设备的发展和普及,人们对电能的使用变得越来越成熟,电能已经成为人们生活中不可或缺的一部分。然而,电能的产生依赖于火力发电和风力、光能以及水力、核能等清洁发电方式的结合。面对能源危机、气候危机和环境污染的严峻形势,人类迫切需要推动能源结构的转型。在人类不断探索新型清洁能源的过程中,氢能凭借着其独特的优势成为了21世纪最具发展潜力的清洁能源之一。
当然,利用氢能的开发仍然面临两个主要问题:首先是制氢的清洁化问题。目前,制取氢气主要有灰氢、蓝氢和绿氢三种方式。灰氢是指利用化石能源如煤炭和天然气进行重整反应来制取氢气;蓝氢是指通过工业副产品如焦炉煤气和氯碱尾气来提纯制取氢气;绿氢是指通过可再生能源如电解水来制取氢气。然而,化石能源制取氢气和工业副产品制取氢气存在碳排放高、氢气纯度低等问题,而电解水制取氢气则是最理想的方法,但成本较高。不过,随着光伏和风能技术的不断成熟,“清洁电力”+“电力制氢”的能源生产方式将对全球能源结构产生重大影响。其次是氢气储存的民用商业化问题。氢气的储存主要有四种形式:高压气体储存、低温液态储存、有机液态储存和固体材料储存。高压气体储存主要通过氢气瓶或氢气罐进行储存,成本较低,但技术设备存在安全风险,不太适合民用商业化;低温液态储存成本较高,主要应用于军事和航天领域;另外两种形式更适合民用,但工业技术还不够成熟。
全球各国对氢能源的战略规划非常积极。
在全球对抗气候变化的过程中,关键在于实现能源体系的减碳化发展。氢能正在以前所未有的势头迅猛发展,成为全球低碳发展中最具潜力的能源载体。世界各国对氢能的重视程度空前,纷纷推出了氢能国家战略。欧美日韩等20多个主要经济体已明确将氢能发展提升到国家能源战略层面,并制定了明确的时间表和路线图。预计到2025年,制定氢能战略的国家的国内生产总值将超过全球总量的80%[1]。2022年3月,我国国家发改委和国家能源局正式发布了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,将氢气能源正式纳入国家能源战略之中。