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大国工匠柴茂荣:发展氢能是实现双碳目标、保障国家能源安全的必然选择

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近日,大国工匠、氢能源专家柴茂荣发表了“双碳目标下我国氢能产业发展及国家电投实践”的主旨演讲。

大国工匠柴茂荣:发展氢能是实现双碳目标、保障国家能源安全的必然选择(图1)

我国化石能源需提质增效,提高可再生能源利用尤为重要。2021年我国每年碳排放总量大约在105亿吨左右,占全球碳排放总量的27%左右,居全球第一,人均碳排放量约7.4吨/年,是全球人均碳排放量的1.6倍。其中,碳排放量前三领域为电力、工业和交通行业,占比分别达到48%、36%和8%,这三大行业碳排放总量居高的原因是需要大量使用化石能源作为燃料或原料。其减碳的根本,一方面需要对化石能源进行清洁化高效利用,另一方面需要提高可再生能源的利用,最大程度替代化石能源的使用。

氢能是解决未来新型电力系统中大规模储能问题的关键。预计到2060年,我国的风电、光伏发电装机量将是2020年的12倍和70倍,非化石能源占比将达到80%。大规模的可再生电力并网,将对电网的安全性和稳定性带来巨大的挑战,需要氢能等可以大规模、长周期储能的储能技术来解决可再生电力的储存问题以及电网电力稳定供应的问题。

发展氢能是实现双碳目标、保障国家能源安全的必然选择。我国能源禀赋特点是“富煤、贫油、少气”,石油、天然气对外依存度分别超过70%和40%,只有通过规模化发展可再生能源及其能源载体氢能,才能凭借自有能源资源来解决我国的能源需求。继新版《能源法》和《氢能产业中长期发展规划(2021年-2035年)》发布之后,当前发展氢能已经上升到国家战略,被认为是我国新型能源体系中的重要组成。

建议山东省氢能发展按照“先工业副产氢后绿氢”两步走路线。建议山东省利用本省丰富的工业副产氢资源(工业副产氢年产能225万吨,其中14万吨氯碱工业副产氢可提纯为燃料电池用高纯氢),首先打通氢能包括提纯、储运、加氢、氢能交通以及氢进万家在内的上下游产业链,降低氢气综合成本,实现氢气的规模化应用;当产业规模达到一定量级之后,再利用本省丰富的风、光、核等清洁能源资源,使用富余的清洁电力制取绿氢,逐步代替现有灰氢,同时拓展绿氨、绿醇等工业,促进各产业绿色低碳转型。

此外,柴茂荣还介绍了国家电投氢能产业布局和发展情况,包括构建“电氢体系”、推进氢能关键零部件国产化等。“电氢体系”致力于构建“电网”、“氢网”两张能源网,实现能源时空转移和区域平衡。在国产化方面,已实现包括催化剂、质子交换膜、碳纸/气体扩散层、金属板、膜电极、电解槽、燃料电池在内的从材料到零部件的整个产品全线自给自足化。目前,在技术和生产自主可控的基础上,建立了国家电投黄河流域氢能产业基地,覆盖发电、车用、空冷燃料电池的关键技术研发和产品生产,推进氢进万家、风光氢储一体化、氢能交通等多个项目落地。

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编辑:敬之

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