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全球能源危机加速氢能产业发展

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发展氢能有助于保障能源安全

全球能源危机进一步凸显出能源政策的重要性。能源政策必须为能源安全和实现气候变化目标提供保障。发展氢能有助于降低化石燃料依赖,一方面可以用氢能替代终端应用领域使用的化石燃料,另一方面氢能生产也可从化石燃料制氢转向可再生能源制氢。国际氢能市场的发展则能促进能源供应多样化,有助于能源进口国保障本国能源安全。

在各国政府采取有力措施兑现气候承诺的情况下,到2030年,发展氢能有望减少140亿立方米/年的天然气用量、2000万吨/年的煤炭用量和36万桶/日的石油用量,这超过了目前哥伦比亚全国的化石燃料供应量。

未来须加快氢能技术创新

为推动氢能产业快速发展,未来10年应当大规模推广氢能技术并加速技术创新。

2021年,关键氢能技术得到大规模推广。去年,电解水制氢新增装机容量超过200兆瓦,打破了2020年的新增装机容量纪录,同时比2020年的新增装机容量增加了3倍多。如果计划中的所有电解水制氢项目均能投产,那么到2030年,全球电解水制氢装机容量将达134~240吉瓦。根据IEA去年发布的《2021年全球氢能回顾》报告,2030年电解水制氢装机容量预计仅为54~91吉瓦,今年的预测数据较去年大幅增加。然而,目前只有约9吉瓦的电解水制氢项目进入了最终投资决定(FID)阶段。电解水制氢需求增长前景看好,推动了全球电解水装置产能增长,目前全球年产能已达到8吉瓦,到2025年,产能有望达到50吉瓦。

氢燃料电池汽车(FCEV)是正在迅速发展的氢能应用新领域。截至2021年底,全球氢燃料电池汽车保有量约5万台,2020年这一数字为3.3万台。自2014年投入商用以来,2021年是氢燃料电池汽车保有量最高的一年。氢燃料电池汽车以乘用车为主,但也有一些氢燃料电池卡车示范项目。2021年,中国在氢燃料电池卡车领域持续发力,部署了近800台氢燃料电池重卡。

也有一些氢能应用领域发展相对迟缓,如与CCUS技术相关的氢能生产。2021年,全球装备了CCUS的化石燃料制氢年产能仅为60万吨,捕集二氧化碳约1000万吨。这与2020年的产能和碳捕集量基本相当,因为没有新项目投产。2022年,全球将有一些装备了CCUS的化石燃料制氢项目投产。如果计划中的化石燃料制氢项目均能投产,到2030年,每年可捕集约8000万吨二氧化碳。

还有一些关键的氢能技术尚未投入商用,如利用氢能直接还原铁(DRI)生产技术、氨燃料动力船和航空合成燃料等。不过,随着示范项目数量不断增加,一些项目有望提前实现商用。DRI示范项目启动运营一年后,一些商业级DRI工厂已获官宣,这些项目主要位于欧洲。氢能在不同领域的应用潜力有望进一步加强,特别是工业和运输领域应用潜力巨大。

氢能项目获政策支持

除科技进展外,过去一年来氢能政策领域的进展也颇引人关注。各国不断出台新政策提振氢能需求,鼓励优先使用氢能,修订氢能产业发展战略目标。目前,低碳氢相关国际标准正在制定,国际标准化组织(ISO)计划于2023年底推出相关技术规范草案。此外,一些国家也开始制订低碳氢认证计划并完善监管措施。

国际氢能贸易已迈出第一步。2022年初,首艘液化氢运输船完成首航。一些以氨作为载体的低碳氢出口大型项目已经宣布,氨既可直接作为燃料,又可转化为氢燃料。欧盟宣布了REPowerEU计划,2030年前低碳氢进口量将达到1000万吨。

编辑:敬之

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