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推动氢能全产业链标准化发展

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11月27日,深圳八部门联合发布《深圳市促进新能源汽车和智能网联汽车产业高质量发展的若干措施》其中提到,延续和优化新能源汽车车辆购置税减免等政策,对符合条件的氢燃料电池汽车按照广东省奖补政策予以购置补贴和车辆运营补贴支持。


氢能4大应用前景氢能的开发利用是更快实现碳中和目标、保障国家能源安全、实现低碳转型的重要途径之一。氢能目前主要应用在能源、钢铁冶金、石油化工等领域,随着顶层政策设计和氢能产业技术的快速发展,氢能的应用领域将呈现多元化拓展,在储能、燃料、化工、钢铁冶金等领域应用必将越来越广泛。氢储能我国可再生能源资源丰富,应大力开发风能、太阳能光伏发电,实现可再生能源到氢能的转化。但风电和光伏发电的间歇性和随机性,影响了其并网供电的连续性和稳定性,同时也削弱了电力系统的调峰力度。利用风电和光伏发电制取绿氢,不仅可以有效利用弃风、弃光,而且还可以降低制氢成本;既提高了电网灵活性,又促进了可再生能源消纳。此外,氢能亦可作为能源互联网的枢纽,将可再生能源与电网、气网、热网、交通网连为一体,加速能源转型进程。氢燃料氢能可以作为终端能源应用于电力行业,通过氢燃料电池将化学能转化成电能,或者通过燃气轮机将化学能转化为动能。氢燃料电池具有能量密度高、能量转化效率高、零碳排放等优点,主要包括质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池两大类。质子交换膜燃料电池主要由膜电极、双极板、电解质和外部电路等组成,具有工作温度低、启动快、功率范围宽、稳定性强等优势,在汽车动力电源领域发展迅速。作为燃料电池和电解槽的关键组件,质子交换膜需要具备质子传导电阻小、电流密度大、机械强度高等特点,此类膜的局限性在于其易发生化学降解,温度升高使质子传导性能变差,成本也较高。固体氧化物燃料电池是全固态发电装置,由阳极、阴极、电解质、密封材料以及连结材料等组成。其中,电解质决定了其工作温度和功率,是核心部件。虽受限于600~1000 ℃的高工作温度和低启动速度,但因其燃料选择范围广、能量转化效率高、无需催化剂等优点拥有广阔的发展前景。氢燃气轮机燃气轮机是将燃料的化学能转化为动能的内燃式动力机械,是发电和船舰领域的核心装备。较之于燃煤发电机组,燃气轮机具有发电效率高、污染物排放量低、建造周期短、占地面积小、耗水量少和运行调节灵活等优点。目前,燃气轮机电站发电量约占全球总发电量的23.1%。在这方面我国与国外差距较大,需要加强政策扶持力度、深化科研攻关,尽早为氢能燃气轮机国产化进程铺平道路。氢化工原料目前全球约55%的氢需求用于氨合成,25%用于炼油厂加氢生产,10%用于甲醇生产,10%用于其他行业。随着我国科技、工业水平的不断发展,在石油炼制等石化领域将会越来越多地用到加氢技术。石油化工加氢石油化工中用到的加氢技术主要包括重油加氢裂化生产芳烃及乙烯、渣油加氢脱硫生产超低硫燃料、劣质催化柴油及汽油加氢转化生产高辛烷值汽油、C3馏分加氢脱丙炔与丙二烯、重质芳烃加氢脱烷基、苯加氢制环己烷等。合成化工产品氢用作原料合成化工产品,例如氨、尿素等。氨主要是通过哈伯—博施法合成获得,具有比氢更高的能量密度,可用于储存能量和发电,并且完全不会排放二氧化碳。氨可以在室温和10atm下作为液体储存,适合于运输。此外,还有完善的运输和处理液氨的基础设施,便于氨的规模利用。氨还可以CO结合得到尿素,既是一种重要的氮肥也是一种可持续的氢载体,它稳定、无毒、对环境无害且更易于储存。合成燃料氢气同样可以通过与二氧化碳反应合成简单的含碳化合物,如甲醇、甲烷、甲酸或甲醛等。这些化合物液化后易存储、方便运输、能量密度高、不易爆炸,并且作为液态燃料实质上可以达成零碳排放,是一种适合于除输电之外的可再生能源储存和运输模式。氢还原剂钢铁冶炼过程中,采用焦炭作为铁矿的还原剂,会产生大量的碳排放及多种有害气体。钢铁冶金作为我国第二大碳排放来源,亟待发展深度脱碳工艺。用氢气代替焦炭作为还原剂,反应产物为水,可以大幅度降低碳排放量,促进清洁型冶金转型。目前国内部分钢铁企业也发布了氢冶金规划,建设示范工程并投产,在“双碳”目标的背景下,发展氢能炼钢已迫在眉睫。在实际生产中,最适合炼钢的是绿氢,若绿氢生产成本得以降低,则可加快绿色冶金的推进,最终所获得的环保效益会覆盖其额外成本。利用氢能进行钢铁冶金是钢铁行业实现深度脱碳目标的必行之路。






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2023年11月29日 17:26
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