氫能是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的主力軍
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“氫能是實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的主力軍。其中，在工業(yè)領(lǐng)域，氫能將在原料和熱源的替代方面扮演主要角色；在交通領(lǐng)域，長(zhǎng)途重型運(yùn)輸脫碳作用較大；在能源領(lǐng)域，分布式電力系統(tǒng)、儲(chǔ)能等方面將發(fā)揮重要作用。”清華大學(xué)副秘書長(zhǎng)、北京清華工業(yè)開發(fā)研究院院長(zhǎng)金勤獻(xiàn)表示，氫能對(duì)中國(guó)提高能源體系安全、實(shí)現(xiàn)碳中和具有極高戰(zhàn)略價(jià)值。預(yù)計(jì)，中國(guó)2050年氫能需求為8000萬(wàn)噸，CO2減排8.7億噸。
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“如全部采用可再生能源水電解制氫，需要可再生能源年發(fā)電量約350萬(wàn)億度，是2018年可再生能源發(fā)電量1.9萬(wàn)億度的180倍”。金勤獻(xiàn)分析，綠氫需求推動(dòng)了可再生能源需求的巨幅增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)中國(guó)2050年CO2排放降低到58億噸，相對(duì)峰值減少77億噸，其中氫能應(yīng)用減少8.7億噸排放，2060年達(dá)到碳中和，預(yù)計(jì)碳排放再減少30億噸，其中氫能應(yīng)用減排量3億噸，占總減少量的10%以上。
在金勤獻(xiàn)看來(lái)，中國(guó)從以煤炭為主的高碳能源體系，跨越以石油天然氣為主的低碳能源體系，直接進(jìn)入以可再生能源為主的綠色能源體系，需要綜合替代原有石化能源的供電、供熱、供料三個(gè)生產(chǎn)要素，才能實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的真正轉(zhuǎn)型，簡(jiǎn)單的電力替代，不可能實(shí)現(xiàn)“碳中和”。
“依托中國(guó)豐富可再生的風(fēng)光資源，建設(shè)項(xiàng)目專用的可再生能源風(fēng)光電場(chǎng)，項(xiàng)目全部用電均來(lái)自建風(fēng)電廠，開展低成本可再生能源制氫和可再生能源本地消納的示范。”金勤獻(xiàn)強(qiáng)調(diào)，“與國(guó)際領(lǐng)軍企業(yè)和中國(guó)電解水裝備企業(yè)合作，建設(shè)全球規(guī)模領(lǐng)先的，波動(dòng)條件下電解水制氫工廠，從源頭為綠色工業(yè)生態(tài)構(gòu)建提供堅(jiān)實(shí)的用氫保障。”
金勤獻(xiàn)以河北張家口氫燃料電池商用車示范區(qū)和北京大興氫燃料電池物流車示范區(qū)為例，2018年至2020年間，張家口已經(jīng)有250輛燃料電池公交車在運(yùn)行，累計(jì)完成載客量3400萬(wàn)人次，累計(jì)運(yùn)行1000萬(wàn)公里。2022年冬奧會(huì)期間將投入850臺(tái)燃料電池車輛作為冬奧會(huì)的服務(wù)保障車輛。目前，按照北京市的規(guī)劃，北京大興氫燃料電池物流車示范區(qū)內(nèi)氫能運(yùn)營(yíng)的物流公交車輛達(dá)到3000臺(tái)以上。
此外，在可再生能源直接耦合制氫方面，金勤獻(xiàn)表示，要綜合應(yīng)用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建本地獨(dú)立微電網(wǎng)，直接采用綠電制氫，結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)氫靈活互補(bǔ)。
金勤獻(xiàn)表示，中國(guó)鋼鐵行業(yè)90%以上的產(chǎn)能是采用高爐技術(shù)生產(chǎn)的長(zhǎng)流程鋼，碳排放占年全國(guó)二氧化碳排放總量15%左右。預(yù)計(jì)2050年，廢鋼循環(huán)的短流程鋼將占中國(guó)鋼鐵總產(chǎn)量的60%，其中直接還原鐵是短流程鋼的重要組成。廢鋼循環(huán)和氫直還原鐵技術(shù)結(jié)合，將構(gòu)建完整的零碳排放冶金產(chǎn)業(yè)，為新能源等綠色行業(yè)提供零碳排放的綠鋼。
數(shù)據(jù)表明，中國(guó)化工行業(yè)能源消耗占工業(yè)能耗總量的28%，對(duì)于中國(guó)的化工行業(yè)而言，煤炭既是主要能源，也是主要原料，要實(shí)現(xiàn)完全脫碳，須依賴全新的零碳生產(chǎn)路線。金勤獻(xiàn)認(rèn)為，以氫氣、氮?dú)夂吞紴樵线M(jìn)行的合成反應(yīng)，形成化工行業(yè)的主要產(chǎn)品，是化工行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要路徑。
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