天然气制氢实现零排放!氢能迎来10年高增期,绿氢产业渐成主流
发布时间:2023-03-14 10:57     发布人:    浏览量:299次

  据中国科学院网站,制氢技术是氢能产业的源头,对氢能产业链的整体布局与发展颇为重要。中国科学院工程热物理研究所近日首次实现了 400°C 温和条件下“净零排放”的天然气制氢原理突破。

  据介绍,通过有序分离氢气和 CO2 产物,天然气制氢反应温度由传统的 800-1000°C 降至 400°C 以下,实现了 99% 以上甲烷直接转化为高纯氢与高纯 CO2,并实现了基于化石能源的制氢与脱碳的完全协同。制氢与脱碳能耗下降幅度达 20-40%。基于此,该工作结合商业化中温槽式聚光技术,实现了太阳能驱动的天然气制氢与脱碳,进一步减少化石能源制氢的碳足迹,展示了化石能源与可再生能源互补实现可持续氢能利用的可行性。反应温度的降低使工业余热与氢能的结合成为可能。

  迄今为止,研究人员已完成了超过 6000 次的稳定循环实验,验证了该方法的可靠性,并初步展示了技术转化应用的广阔前景。


天然气制氢实现零排放!氢能迎来10年高增期,绿氢产业渐成主流



  全球最大绿氢项目开工

  2月16日,中国石化宣布,在内蒙古第一个绿氢示范工程——内蒙古鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目正式启动开工。项目利用鄂尔多斯地区丰富的太阳能和风能资源发电直接制绿氢,年制绿氢3万吨、绿氧24万吨,就近用于中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目降碳减碳。中国石化表示,该项目进一步拓展了我国乃至全球的绿氢产能,是目前全球最大绿氢耦合煤化工项目,将有力推动绿氢产业链发展,推进我国能源产业转型升级。这是继2021年启动建设新疆库车绿氢示范工程以来,中国石化建设的又一个绿氢示范项目。该项目主要包括风能及光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五部分,其中风力发电装机容量和光伏发电装机容量分别为450兆瓦和270兆瓦、电解水制氢能力3万吨/年、储氢能力28.8万标立方。

  氢能高增产业周期已明确
  东吴证券认为,氢能10年高增产业周期已明确,设备先行,重点看好绿氢制造的电解槽设备,推荐隆基绿能、阳光电源等,建议关注华电重工、昇辉科技、科威尔、亿利洁能等。另外华鑫证券分析称,2022年全球电解槽市场出货量约1GW,国内电解槽出货量则近750MW。国内电解槽设备有三类参与者,第一类为718所、竞立、大陆等老牌电解槽企业,其技术沉淀深厚,市占率高;第二类为隆基绿能、阳光电源等光伏龙头企业,资金、技术实力雄厚,光伏业务与电解水制氢业务高度协同;第三类为昇辉科技、华电重工、华光环能等新兴势力,各自凭借技术优势、订单优势等切入电解水制氢设备市场,对传统企业形成冲击。目前中国电解槽市场CR3达80%,随各方势力入局,未来竞争格局或将重塑。

  绿氢产业发展趋势与前景
  绿氢产业作为未来能源体系的重要组成部分,具有广阔的发展空间和市场潜力。随着全球对碳中和的迫切需求和对绿色低碳发展的共识,各国纷纷将氢能纳入国家能源战略,并制定了相应的政策措施和目标规划。例如,欧盟提出了“欧洲氢战略”,计划到2030年建设至少4000万吨/年的可再生能源电解水制氢能力;日本提出了“氢社会愿景”,计划到2050年实现氢能占一次能源供应比例达20%;我国也在2021年3月印发了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确到2035年建设完善的绿色制氢、储运、利用体系,形成规模化、高效率、低成本、安全可靠的绿色制氢产业链。

天然气制氢实现零排放!氢能迎来10年高增期,绿氢产业渐成主流


  在此背景下,预计未来绿氢产业将呈现以下几个方面的发展趋势:
  (1)绿色制氢规模将快速增长。随着可再生能源电解水技术的进步和成本下降,以及政策支持和市场需求的增加,预计未来绿色制氢将逐步取代灰色或棕色制氢,成为主流制氢方式。
  (2)储运方式多样化。为了解决储运成本高、安全风险大等问题,未来将出现更多种类的储运方式和材料,如液态有机过载物(LOHC)、金属有机骨架(MOF)、金属杂化物(MH)、碳纤维复合材料等。这些方式和材料可以有效提高储运效率和安全性,并降低对基础设施建设的要求。
  (3)应用领域将不断拓展。除了传统领域如化工、钢铁、交通等,未来还有望开拓更多新兴领域如数据中心、航空航天、农业等。这些领域对于清洁能源和零排放技术有着强烈需求,并且具有较高价值和竞争力。

  综上所述,可以看出绿氢产业是一个充满机遇与挑战并存的行业,在实现“双碳”目标和构建现代能源体系方面具有重要意义。只有通过加强技术创新与合作协调,降低成本与风险,扩大需求与供给,才能推动绿氢产业的健康发展和广泛应用。“我们面向未来的碳中和对绿氢的需求是非常大的,中国氢气用量未来要增加到8000万吨,基本是绿氢,但是我们现在的氢基本上没有绿氢。目前,绿氢占不到1%,大概80万吨,这是我们面临的问题,也是我们巨大的机遇。”欧阳明高院士指出,绿氢产业有着极大的市场前景,单在中国便有着万亿的产业潜能,而欧洲在2030年,对绿氢未来的需求也将会达到一千万吨。