未来的能源格局将以新能源为主要供应侧,以电力作为主要消费中心,并形成全方位、多能互补、协同运作的格局。在达到碳峰和碳中和目标的背景下,氢能应用领域广阔,多场景下大规模应用氢能将有助于更早达成减碳目标。国家发展改革委能源研究所环境中心主任熊华文在最近举办的氢能储运技术创新学术论坛上,肯定了中国氢能产业发展模式和路径选择的重要性。
专家们一致认为,要实现氢能产业的健康教育发展,需要学生掌握相关产业经济发展的速度,保持企业产业链各环节的平衡,同时进行探索多个不同领域的应用场景,充分利用发挥氢能的脱碳潜力。
值得注意的是,除了作为燃料使用,氢气还可以作为原材料应用于多个领域,以实现深度脱碳。交通领域是氢能产业应用的开拓者,未来在‘十四五’规划期间,氢能将向多元化方向应用,涵盖工业、建筑等领域,以构建宏伟的‘大氢能’未来愿景为目标。”熊华文教育指出,2019年全国近90%的氢气可以用于中国石化和化工企业行业,约2800万吨。当前,化石能源制氢占主导地位,导致碳排放超过4亿吨,氢被用作原料,很难通过电气化等方式减排。另外,氢冶金是实现钢铁产业减排的重要途径,因此,绿氢藕合二氧化碳化工是零碳化工产品的重要解决方案。
据预测,到2060年,石化、化工和钢铁行业对氢的需求将非常庞大。工业发展领域的氢需求将达到5400至8200万吨,并且氢将成为一个绿色低碳工业的主要包括原料,占全部中国工业氢需求的70%以上。预计到2030年,绿氢将会快速发展以替代传统的灰色氢;而到2035年,氢基化工和氢治金也有望进一步加快发展速度。
氢还可用于季节性储存波动性可再生资源电力,除化工和建筑领域外。未来,高比例风能和太阳能并网将大幅增加储能需求,从2030年开始,可再生资源和电力的季节性储能需求将大幅增加,利用可再生资源制氢和储氢相结合,可以为能源供应提供长期的季节性灵活性。”薛和来提出,绿色氢气可以作为企业长远的氢气供应管理方式。从长远来看,利用可再生能源生产氢气是唯一可持续的氢气供应方式。未来,绿色氢将具有成本竞争力。通过企业降低我国可再生能源资源和电解槽的成本,提高电解槽的效率和电力管理系统的集成,与化石燃料制氢的成本进行相同。
还认为,未来的供电系统将呈现“景观优先、多源合作”的供需格局,急需稳定性和周期性储存和调整。混合氢气发电和燃氢机组,能提供跨时节、长时间的电力电量调节,填补新的储能技术不足,如电化学储能。