[Absztrakt]A hidrogénenergia egyfajta másodlagos energia bőséges forrásokkal, zöld és alacsony szén-dioxid-kibocsátású, és széles körben alkalmazható.Segítheti a megújuló energia nagyarányú felhasználását, megvalósíthatja az energiahálózat és az energiatárolás nagyarányú csúcskivágását az évszakokon és régiókon keresztül, és felgyorsíthatja az ipari, építőipari, közlekedési és egyéb alacsony szén-dioxid-kibocsátású területek népszerűsítését.hazám jó alapokkal rendelkezik a hidrogéntermeléshez és egy nagyszabású alkalmazási piachoz, és jelentős előnyökkel rendelkezik a hidrogénenergia fejlesztése terén.A hidrogénenergia-ipar fejlődésének felgyorsítása fontos út ahhoz, hogy országom elérje a szén-dioxid-semlegesítés célját.A Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság és az Országos Energiaügyi Hivatal néhány napja közösen adta ki a „Hidrogénenergia-ipar fejlesztési közép- és hosszú távú tervet (2021-2035)”.A hidrogénenergia fejlesztése és hasznosítása mélyreható energiaforradalmat indít el.A hidrogénenergia az energiaválság feltörésére és egy tiszta, alacsony szén-dioxid-kibocsátású, biztonságos és hatékony modern energiarendszer felépítésére szolgáló új kódexré vált.
Az energiaválság megnyitotta az utat a hidrogénenergia-fejlesztés és -hasznosítás feltárása előtt.
A hidrogénenergia, mint alternatív energia bekerült az emberek látóterébe, ami az 1970-es évekre vezethető vissza.Abban az időben a közel-keleti háború globális olajválságot váltott ki.Annak érdekében, hogy megszabaduljon az importált olajtól való függőségtől, az Egyesült Államok először javasolta a „hidrogéngazdaság” koncepcióját, azzal érvelve, hogy a jövőben a hidrogén helyettesítheti az olajat, és a globális szállítást támogató fő energiaforrássá válhat.1960-tól 2000-ig rohamosan fejlődött a hidrogénenergia hasznosításának fontos eszköze, az üzemanyagcella, melynek repülési, energiatermelési és szállítási alkalmazása teljes mértékben igazolta a hidrogénenergia másodlagos energiaforrásként való alkalmazhatóságát.A hidrogénenergia-ipar 2010 körül mélypontra került.A Toyota „jövőbeni” üzemanyagcellás járművének 2014-es kiadása azonban újabb hidrogénboomot indított el.Ezt követően számos ország sorra bocsátott ki stratégiai útvonalakat a hidrogénenergia fejlesztésére, elsősorban az energiatermelésre és a szállításra összpontosítva a hidrogénenergia és az üzemanyagcella-ipar fejlődésének előmozdítása érdekében;az EU 2020-ban közzétette az EU hidrogénenergia-stratégiáját, amelynek célja a hidrogénenergia előmozdítása az iparban, a közlekedésben, az energiatermelésben és egyéb alkalmazásokban minden területen;2020-ban az Egyesült Államok kiadta a „Hidrogénenergia Terv Fejlesztési Tervet”, számos kulcsfontosságú műszaki és gazdasági mutatót megfogalmazott, és várhatóan piacvezetővé válik a hidrogénenergia-ipari láncban.Eddig a világgazdaság 75%-át adó országok hidrogénenergia-fejlesztési politikát indítottak a hidrogénenergia fejlesztésének aktív előmozdítása érdekében.
A fejlett országokkal összehasonlítva hazám hidrogénenergia-ipara még a fejlődés kezdeti szakaszában van.Hazám az elmúlt években nagyobb figyelmet fordított a hidrogénenergia-iparra.2019 márciusában a hidrogénenergia először bekerült a „Kormányzati munkajelentésbe”, felgyorsítva az olyan létesítmények építését, mint a töltés és a hidrogénezés a közterületen;Az energia kategóriába tartozik;2020 szeptemberében öt osztály, köztük a Pénzügyminisztérium, az Ipari és Informatikai Minisztérium közösen végzi az üzemanyagcellás járművek demonstrációs alkalmazását, és jutalmazza a támogatható városi agglomerációkat az üzemanyagcellás járművek kulcsfontosságú alaptechnológiáinak iparosításáért és demonstrációs alkalmazásaiért. 2021 októberében a Kínai Kommunista Párt Központi Bizottsága és az Államtanács kiadta a „Vélemények az új fejlesztési koncepció maradéktalan pontos megvalósításáról és a szén-dioxid-semlegesítés terén végzett jó munkáról” című dokumentumot, hogy összehangolja a hidrogénenergia teljes láncának fejlesztését. „gyártás-tárolás-továbbítás-használat”;A Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság 2022 márciusában kiadta a „Hidrogénenergia-ipar fejlesztési közép- és hosszú távú tervet (2021-2035)”, és a hidrogénenergiát a jövőbeni nemzeti energiarendszer fontos részeként azonosították, kulcs az energiafelhasználó terminálok zöld és alacsony szén-dioxid-kibocsátású átalakításához.A hidrogénenergia-ipar fontos hordozó, stratégiailag feltörekvő iparágként és a jövő iparágának kulcsfontosságú fejlesztési irányaként azonosították.
Hazám hidrogénenergia-ipara az elmúlt években gyorsan fejlődött, alapvetően lefedi a hidrogéntermelés-tárolás-szállítás-felhasználás teljes láncolatát.
A hidrogénenergia-ipari lánc felső szakasza a hidrogéntermelés.hazám a világ legnagyobb hidrogéntermelője, mintegy 33 millió tonna hidrogéntermelő kapacitással.A gyártási folyamat szén-dioxid-kibocsátásának intenzitása szerint a hidrogént „szürke hidrogénre”, „kék hidrogénre” és „zöld hidrogénre” osztják.A szürke hidrogén a fosszilis tüzelőanyagok elégetésével előállított hidrogént jelenti, és a gyártási folyamat során sok szén-dioxid-kibocsátás lesz;A kék hidrogén szürke hidrogénen alapul, szén-leválasztási és tárolási technológiát alkalmazva az alacsony szén-dioxid-kibocsátású hidrogéntermelés elérése érdekében;zöld hidrogént állítanak elő A megújuló energiákat, például a napenergiát és a szélenergiát a víz elektrolizálására használják hidrogén előállítására, és a hidrogén előállítása során nincs szén-dioxid-kibocsátás.Hazám hidrogéntermelését jelenleg a szénalapú hidrogéntermelés uralja, ami körülbelül 80%-ot tesz ki.A jövőben a megújuló energiatermelés költségeinek folyamatos csökkenésével a zöld hidrogén aránya évről évre nő, és 2050-re várhatóan eléri a 70%-ot.
A hidrogénenergia-ipari lánc középső része a hidrogén tárolása és szállítása.A nagynyomású gáznemű tárolási és szállítási technológia kereskedelmi forgalomba került, és ez a legkiterjedtebb hidrogénenergia tárolási és szállítási módszer.A hosszú csöves pótkocsi nagy szállítási rugalmassággal rendelkezik, és alkalmas rövid távú, kis térfogatú hidrogénszállításra;A folyékony hidrogén tárolására és a szilárdtest hidrogén tárolására nincs szükség nyomástartó edényekre, és a szállítás kényelmes, ami a jövőben a nagyszabású hidrogénenergia tárolásának és szállításának iránya.
A hidrogénenergia-ipari lánc utáni szakasza a hidrogén átfogó alkalmazása.Ipari nyersanyagként a hidrogén széles körben felhasználható kőolaj-, vegyipar-, kohászat-, elektronikai-, orvosi és egyéb területeken.Ezenkívül a hidrogén elektromos energiává és hővé alakítható hidrogénes üzemanyagcellákon vagy hidrogénes belső égésű motorokon keresztül., amely a társadalmi termelés és élet minden területére kiterjedhet.Hazám hidrogénenergia-igénye 2060-ra várhatóan eléri a 130 millió tonnát, amelyből az ipari kereslet dominál, ami mintegy 60%-ot tesz ki, a szállítási szektor pedig évről évre 31%-ra bővül.
A hidrogénenergia fejlesztése és hasznosítása mélyreható energiaforradalmat indít el.
A hidrogénenergia széles körben alkalmazható számos területen, például a közlekedésben, az iparban, az építőiparban és a villamosenergia-iparban.
A közlekedés területén a távolsági közúti szállítás, a vasút, a légi közlekedés és a hajózás a hidrogénenergiát tekinti a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének egyik fontos üzemanyagának.Hazám jelenlegi szakaszában elsősorban a hidrogénüzemanyagcellás buszok és nehéz teherautók dominálnak, amelyek száma meghaladja a 6000-et.Ami a megfelelő támogató infrastruktúrát illeti, hazám több mint 250 hidrogén-töltőállomást épített, ami a globális töltőállomások körülbelül 40%-át teszi ki, és a világon az első helyen áll.A pekingi téli olimpia szervezőbizottsága által közzétett adatok szerint ezen a téli olimpián több mint 1000 hidrogén üzemanyagcellás jármű működését mutatják be, amelyek több mint 30 hidrogén-töltőállomással vannak felszerelve, ami az üzemanyagcellás járművek legnagyobb bemutató alkalmazása az országban. világ.
Hazámban jelenleg az ipari terület a legnagyobb arányban a hidrogénenergia felhasználásával.A hidrogénenergia energia-üzemanyag tulajdonságai mellett fontos ipari nyersanyag is.A hidrogén helyettesítheti a kokszot és a földgázt redukálószerként, ami megszüntetheti a vas- és acélgyártási folyamatok szén-dioxid-kibocsátásának nagy részét.A megújuló energia és a villamos energia felhasználása víz elektrolízisére hidrogén előállítására, majd vegyi termékek, például ammónia és metanol szintetizálására, jelentős szén-dioxid-csökkentést és kibocsátás-csökkentést eredményez a vegyiparban.
A hidrogénenergia és az épületek integrálása a zöld építés új koncepciója, amely az elmúlt években jelent meg.Az építőipar sok villamos energiát és hőenergiát igényel, és hazánkban a közlekedési és az ipari területtel együtt a három legnagyobb „energiafogyasztó háztartás” közé sorolták.A hidrogén üzemanyagcellák tiszta energiatermelési hatásfoka mindössze 50%, míg a kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés összhatásfoka elérheti a 85%-ot.Míg a hidrogén üzemanyagcellák az épületek számára villamos energiát termelnek, a hulladékhő visszanyerhető fűtésre és melegvíz előállítására.Az épületterminálokig történő hidrogénszállítás tekintetében a hidrogént egy viszonylag teljes háztartási földgázvezeték-hálózat segítségével 20%-nál kisebb arányban lehet keverni a földgázzal, és több ezer háztartásba szállítani.Becslések szerint 2050-ben a globális épületek fűtésének 10%-át és az épületenergiának 8%-át hidrogén fogja biztosítani, ami évente 700 millió tonnával csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást.
A villamos energia területén a megújuló energia instabilitása miatt a hidrogénenergia a villamosenergia-hidrogén-villamos átalakítás révén új energiatárolási formává válhat.Alacsony villamosenergia-fogyasztás időszakában a hidrogént víz elektrolízisével állítják elő megújuló energiafelesleggel, és nagynyomású gáznemű, alacsony hőmérsékletű folyékony, szerves folyékony vagy szilárd anyagok formájában tárolják;a villamosenergia-fogyasztás csúcsidőszakaiban a tárolt hidrogént tüzelőanyagon vezetik át. Az akkumulátorok vagy hidrogénturbinák villamos energiát termelnek, amelyet a közhálózatba táplálnak.A hidrogénenergia-tárolás tárolási léptéke nagyobb, akár 1 millió kilowatt is, a tárolási idő pedig hosszabb.A szezonális tárolás a napenergia, a szélenergia és a vízkészletek teljesítménykülönbsége szerint valósítható meg.2019 augusztusában országom első megawatt méretű hidrogénenergia-tárolási projektje indult Lu'anban, Anhui tartományban, és 2022-ben sikeresen csatlakozott a hálózathoz az energiatermelés céljából.
Ugyanakkor az elektro-hidrogén csatolás is fontos szerepet fog játszani egy modern energiarendszer kiépítésében hazámban.
Tiszta és alacsony szén-dioxid-kibocsátású szemszögből nézve a nagyléptékű villamosítás hatékony eszköz a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére hazámban számos területen, például az elektromos járművek a közlekedésben a tüzelésű járműveket, és az elektromos fűtés az építőiparban a hagyományos kazánfűtést helyettesítve. .Azonban még mindig vannak olyan iparágak, amelyekben nehéz közvetlen villamosítással szén-dioxid-csökkentést elérni.A legnehezebb iparágak közé tartozik az acélipar, a vegyipar, a közúti szállítás, a hajózás és a repülés.A hidrogénenergia kettős tulajdonsággal rendelkezik, mint az energiaüzemanyag és az ipari nyersanyag, és fontos szerepet tölthet be a fent említett, nehezen mélyen dekarbonizálható területeken.
A biztonság és a hatékonyság szempontjából először is a hidrogénenergia elősegítheti a megújuló energia nagyobb részarányának kialakítását, és hatékonyan csökkentheti országom olaj- és gázimporttól való függőségét;Az energiaellátás és -fogyasztás regionális egyensúlya hazámban;emellett a megújuló energia villamosenergia-költségének csökkentésével javul a zöldáram és a zöld hidrogénenergia gazdaságossága, széles körben elfogadottá és a lakosság által is használhatóvá válik;A hidrogénenergia és a villamos energia, mint energiaközpontok több Könnyű összekapcsolni a különböző energiaforrásokat, mint a hőenergia, hidegenergia, üzemanyag stb., közösen kialakítani egy összekapcsolt modern energiahálózatot, rendkívül rugalmas energiaellátó rendszert alkotni, ill. az energiaellátó rendszer hatékonyságának, gazdaságosságának és biztonságának javítása.
Hazám hidrogénenergia-iparának fejlesztése még mindig kihívásokkal néz szembe
Az alacsony költségű és alacsony kibocsátású zöld hidrogén előállítása a hidrogénenergia-ipar egyik fontos kihívása.Az új szén-dioxid-kibocsátás mellőzése mellett a hidrogénforrás problémájának megoldása a hidrogénenergia-ipar fejlődésének előfeltétele.A fosszilis energetikai hidrogéntermelés és az ipari melléktermékként előállított hidrogéntermelés érett és költséghatékony, és rövid távon továbbra is a hidrogén fő forrása marad.A fosszilis energiakészletek azonban korlátozottak, és a hidrogén előállítási folyamatában továbbra is szén-dioxid-kibocsátási probléma áll fenn;az ipari melléktermék hidrogéntermelés előállítása korlátozott, az ellátási sugárzási távolság rövid.
Hosszú távon a víz elektrolízissel történő hidrogéntermelés könnyen kombinálható a megújuló energiával, nagyobb léptékű potenciállal rendelkezik, tisztább és fenntarthatóbb, és a legnagyobb potenciális zöld hidrogénellátási módszer.Hazám lúgos elektrolízis technológiája jelenleg közel áll a nemzetközi szinthez, és a fő technológiát jelenti a kereskedelmi elektrolízis területén, de a jövőben korlátozott lehetőség van a költségek csökkentésére.A hidrogéntermelés céljára szolgáló víz protoncserélő membrán elektrolízise jelenleg drága, és a kulcsfontosságú eszközök lokalizációja évről évre növekszik.A szilárd oxid-elektrolízis nemzetközileg közel áll a kereskedelmi forgalomba kerüléshez, de belföldön még mindig felzárkózási szakaszban van.
hazám hidrogénenergia-ipari láncellátási rendszere még nem teljes, és még mindig szakadék tátong a nagyszabású kereskedelmi alkalmazások között.Hazámban több mint 200 hidrogénező állomást építettek, amelyek többsége 35 MPa gáznemű hidrogénező állomás, és kis hányadát a nagyobb hidrogéntároló kapacitású, 70 MPa nagynyomású gáznemű hidrogénező állomások teszik ki.Tapasztalat hiánya a folyékony hidrogén üzemanyagtöltő állomások és az integrált hidrogén termelő és hidrogénező állomások építésében és üzemeltetésében.Jelenleg a hidrogén szállítása főként a nagynyomású gáznemű hosszúcsöves pótkocsis szállításon alapul, a csővezetékes szállítás még mindig gyenge pont.Jelenleg a hidrogénvezetékek futásteljesítménye körülbelül 400 kilométer, a használatban lévő vezetékek pedig csak körülbelül 100 kilométeresek.A csővezetékes szállításnál fennáll a hidrogén kiszabadulása által okozott hidrogén ridegedés lehetősége is.A jövőben továbbra is szükséges a csővezeték anyagok kémiai és mechanikai tulajdonságainak további javítása.Jelentős előrelépés történt a folyékony hidrogén tárolási technológiája és a fém-hidrid hidrogén tárolási technológiája terén, de a hidrogén tárolási sűrűsége, a biztonság és a költségek közötti egyensúly nem oldódott meg, és még mindig van egy bizonyos szakadék a nagyszabású kereskedelmi alkalmazások között.
A szakpolitikai rendszer és a több osztályra és több területre kiterjedő koordinációs és együttműködési mechanizmus még nem tökéletes.A „Hidrogénenergia-ipar fejlesztésének közép- és hosszú távú terve (2021-2035)” az első országos szintű hidrogénenergia-fejlesztési terv, de a speciális terv és a szakpolitikai rendszer még fejlesztésre szorul.A jövőben az iparfejlesztés irányának, céljainak és prioritásainak további tisztázása szükséges.A hidrogénenergia-ipari lánc számos technológiát és ipari területet foglal magában.Jelenleg még mindig vannak olyan problémák, mint az elégtelen tudományágak közötti együttműködés és az elégtelen tárcaközi koordinációs mechanizmus.Például a hidrogéntöltő állomások építése több szolgálati együttműködést igényel, mint például a tőke, a technológia, az infrastruktúra és a veszélyes vegyi anyagok ellenőrzése.Jelenleg olyan problémák vannak, mint az illetékes hatóságok tisztázatlansága, a jóváhagyási nehézségek, és a hidrogén tulajdonságok továbbra is csak veszélyes vegyi anyagok, ami komoly veszélyt jelent az ipar fejlődésére.nagy korlátok.
Hiszünk abban, hogy a technológia, a platformok és a tehetségek jelentik a növekedési pontokat, amelyek támogatják hazám hidrogénenergia-iparának fejlődését.
Mindenekelőtt a kulcsfontosságú alaptechnológiák színvonalának folyamatos javítására van szükség.A technológiai innováció a hidrogénenergia-ipar fejlődésének magja.Hazám a jövőben továbbra is támogatja a kulcsfontosságú alaptechnológiák kutatását és fejlesztését a zöld és alacsony szén-dioxid-kibocsátású hidrogénenergia előállítása, tárolása, szállítása és alkalmazása terén.A protoncserélő membrán üzemanyagcellák technológiai innovációjának felgyorsítása, kulcsfontosságú anyagok fejlesztése, a fő teljesítménymutatók és a tömeggyártási kapacitás javítása, valamint az üzemanyagcellák megbízhatóságának, stabilitásának és tartósságának továbbfejlesztése.Erőfeszítéseket tesznek az alapvető alkatrészek és kulcsfontosságú berendezések K+F-jének és gyártásának elősegítésére.A megújuló energia hidrogéntermelés átalakítási hatékonyságának és a hidrogéntermelés mértékének egyetlen eszközzel történő javításának felgyorsítása, és áttörések megvalósítása a hidrogénenergia infrastruktúra-kapcsolat kulcsfontosságú alaptechnológiáiban.A hidrogénenergia biztonságának alaptörvényeivel kapcsolatos kutatások folytatása.Továbbra is támogassa a fejlett hidrogénenergia-technológiát, a kulcsfontosságú berendezéseket, a demonstrációs alkalmazásokat és a főbb termékek iparosítását, és építsen ki egy magas színvonalú fejlesztési technológiai rendszert a hidrogénenergia-ipar számára.
Másodszor, egy ipari innovációt támogató platform kiépítésére kell összpontosítanunk.A hidrogénenergia-ipar fejlesztése során a kulcsfontosságú területekre és kulcsfontosságú kapcsolatokra kell összpontosítani, és egy többszintű és diverzifikált innovációs platformot kell kiépíteni.Támogassa az egyetemeket, kutatóintézeteket és vállalkozásokat kulcsfontosságú laboratóriumok és élvonalbeli keresztkutatási platformok építésének felgyorsításában, valamint alapkutatást végezzen a hidrogénenergia-alkalmazásokkal és az élvonalbeli technológiai kutatásokkal kapcsolatban.2022 elején a Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság és az Oktatási Minisztérium kiadta „Az Észak-Kínai Villamosenergia Egyetem Nemzeti Energiatárolási Technológiai Ipar-oktatási Integrációs Innovációs Platform Projektjének Megvalósíthatósági Tanulmányi Jelentésének jóváhagyása” című dokumentumot. Villamosenergia-egyetem Országos Energiatárolási Technológiai Ipar-oktatási Integrációs Innovációs Platform Projekt Hivatalosan jóváhagyták, és ez lett az első olyan főiskola és egyetem, amely „parancsnokságot” kapott.Ezt követően hivatalosan is megalakult az Észak-Kínai Elektromos Energia Egyetem Hidrogénenergia-technológiai Innovációs Központja.Az innovációs platform és innovációs központ az elektrokémiai energiatárolás, a hidrogénenergia és az elektromos hálózatban történő alkalmazástechnológia területén végzett műszaki kutatásokra összpontosít, és aktívan támogatja a nemzeti hidrogénenergia-ipar fejlődését.
Harmadszor, elő kell mozdítani egy hidrogén-energetikai szakemberekből álló csapat felépítését.A hidrogénenergia-ipar technológiai színvonala és léptéke továbbra is áttörést hozott.A hidrogénenergia-ipar azonban nagy szakadékkal néz szembe a tehetségcsapatban, különösen a magas szintű innovatív tehetségek komoly hiányával.Néhány napja az Észak-Kínai Villamosenergia-tudományi Egyetem által meghirdetett „Hidrogénenergia-tudomány és mérnöki szak” hivatalosan is bekerült a közönséges főiskolák és egyetemek alapképzési szakainak katalógusába, a „Hidrogénenergia-tudomány és mérnöki szak” pedig az új interdiszciplináris tantárgy.Ez a tudományág az energetikai mérnöki, mérnöki hőfizikai, vegyészmérnöki és egyéb tudományágakat vonzásként veszi, szervesen integrálja a hidrogéntermelést, a hidrogéntárolást és -szállítást, a hidrogénbiztonságot, a hidrogénenergiát és más hidrogénenergia modulokat, valamint mindenre kiterjedő interdiszciplináris alap- és alkalmazott kutatás.Kedvező tehetségtámogatást nyújt majd hazám energiaszerkezetének biztonságos átmenetének megvalósításához, valamint hazám hidrogénenergia-iparának és energiaiparának fejlesztéséhez.
Feladás időpontja: 2022. május 16