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氢技术发展现状及未来展望

时间:2023-09-06 23:53来源:世界金属导报 作者:zgltw 点击:
氢作为防止全球变暖对策技术的特征是利用时不排放CO 2 。即在氢能发电等燃烧时不排放CO 2 。燃料电池等与氧反应不排放CO 2 就可以发电。另外,在产业中利用氢作为还原剂等,也可以
  • 氢作为防止全球变暖对策技术的特征是利用时不排放CO2。即在氢能发电等燃烧时不排放CO2。燃料电池等与氧反应不排放CO2就可以发电。另外,在产业中利用氢作为还原剂等,也可以削减CO2排放。在制造时可以实现无CO2排放制氢也很重要。总之,通过水电解从可再生能源中产生氢。还有从化石燃料中提取出氢,并将排出的CO2用于地下储存和化学产品的合成,使其固化,从而可以在无CO2排放的情况下制造氢。另外,远距离大量输送和储存也是一大特点。用输油管和高压储罐,可以远距离大量输送和长期储存液化氢。此外,还可以将其转换为氨和有机氢化物等其他物质进行输送和储存。图1是防止全球变暖的氢技术的整体状况。为了2050年实现碳中和以及温室效应气体的实际排放量为零,氢技术是最重要的技术之一。

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    从整体看氢技术,如图2所示,氢技术大致可分为制氢技术、氢输送和储存技术以及氢利用技术三大技术领域。无CO2制氢技术是由充分运用CO2回收、利用和储存技术(CCUS),从化石燃料制氢的技术以及利用水电解等,由可再生能源制氢技术组成。输送、储存技术有以输油管、压缩氢和液化氢的形式输送、储存,以及将氢变换为有机氢化物、氨等其他物质形式的输送、储存技术。在降低无CO2氢成本中,制氢技术和氢输送、储存技术两者都很重要。氢利用技术有氢能发电等能源转换技术,燃料电池汽车等运输技术,钢铁、燃料和化学品制造、炼油等产业技术以及商务、家庭用固定燃料电池技术等。氢利用技术是利用氢来替代现有技术的技术,根据现有技术的成本来决定所需氢的成本。氢能发电是替代LNG发电的技术,氢气还原炼铁是替代焦炭和CO气体还原铁矿石的技术。

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    图3示出了降低氢成本的方向。在日本氢能基本战略中,以氢替代LNG火力发电为例,未来的氢成本目标是20日元/Nm³。另外,2030年的目标是30日元/Nm³,未来的目标是将现在100日元/Nm³的氢成本降低到1/5以下。根据制氢方法不同,成本也有很大差异,降低制氢成本成为了重要课题。副产氢和化石燃料重整是已经确立的技术,在达成目标中需要实现低成本的CCS。此外,可再生能源+水电解不依赖CCS也可以降低成本,但必须开发创新性技术。其他方法有进口海外的低成本氢,因此,开发低成本氢输送技术也很重要。 

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    2 各国的氢政策

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    各国的氢政策如图4所示。作为世界第一个氢能国家基本战略,日本于2017年制定了“氢能基本战略”。继日本之后,是法国和韩国,进入2020年德国和EU等也提前发布了战略。由于新冠疫情的影响,经济活动出现大幅度下行,其恢复是通过被称为“绿色恢复”的环境问题恢复为目标的促进投资的方法来实现,也包括对氢能的积极的投资,正在成为活跃的最新动向。

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    此外,在日本召开的G20峰会(2019年6月),IEA的氢能报告发布了“The Future of Hydrogen(氢能的未来)”,其中包括了扩大氢能规模的7项重要推荐。

    具体的推荐对策:1)确立长期的能源战略中氢的作用;2)唤起绿色氢的商业性需求;3)应对创业者的投资风险;4)支持降低成本的研发;5)撤废不必要的制度上的壁垒和标准的整合;6)掌握国际性合作和进展;7)今后10年,瞄准4大机遇进一步提振动力。总之,将现有的许多港口变为低成本、低碳的氢枢纽。为促进绿色的氢供给,利用现有的气体基础设施。因为采用燃料电池车具有竞争力,对输送方法、货物运输、输送路线有支持。进而,确立为启动国际性的氢贸易的航线。


    (责任编辑:zgltw)
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