新型储能知识培训——国家为什么要发展氢能?|新成思达教育

随着全球能源结构的转型升级,氢能作为一种清洁、高效的能源形式,受到各国政府的青睐。那么,氢能究竟有何特点?为何国家要大力发展氢能?各国在氢能产业战略上又有何独到之处?本文新成思达教育小编将为您一一揭晓。

一、氢能特点

氢气是地球上最轻的气体,它的质量密度只有0.0899kg/m³,是空气的十四分之一,也就是说常温常压下,1m³的氢气只有将近90g,1 kg的氢气体积为11.2 m³。如果我们要把氢气当作能量使用,这个庞大的体积,直接使用肯定不行,那么就需要将它压缩或者液化。

氢气燃烧值为142.8MJ/kg,也就是说1kg氢气在常温常压下完全燃烧,能产生142.8 MJ的能量,是汽油的3.2倍,是天然气的3.4倍,除了核能,它就是最高的能量载体了。

氢气也是一种清洁能源,它无色无味无毒的,难溶解于水,燃烧后生成水,没有粉尘污染,没有二氧化碳气体排放,所以使用氢燃料的能源系统到目前为止一直被称为清洁能源系统(CES)。也就是说氢气是一种高能量密度零碳能源载体,我们只要获得了氢气就等于获得了优质的能源。如果我们有足够的氢气,就能把它像煤炭、石油、天然气一样输送到世界各地,完全替代化石能源。氢气是一种很好的化学原料,用于精炼石油、制造化肥或者作为还原剂使用,比如冶炼钢铁。
但是,氢气是一种易燃易爆的危险品,浓度在4%~75%的范围内都有可能发生燃烧爆炸,因此大面积存储、运输和使用过程中存在着潜在的风险。虽然如此,但由于氢气比重低,扩散系数高,如果泄露到空旷地带,浓度很容易达到燃烧下限以下,危险就解除了,因此加氢站要建设到郊外。

二、国家发展氢能的原因

1、这是双碳战略的需要

2015年11月,我国在巴黎气候大会承诺:2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。人类能源消费是一个逐渐的减碳过程,从木材、煤炭、石油、天然气、核能、光伏、风电、到氢,这是逐渐减碳的一个发展过程。

要实现碳中和目标,就必须在能源生产环节采用新能源和清洁能源替代化石能源,在能源终端消费环节采用电能替代和氢能替代,氢能是不可或缺的。

2、这是国家能源安全的需要

我们国家能源禀赋是富煤、贫油、少气。2022年石油消耗达到7亿多t,进口5亿t,对外依存度达70%。我国天然气进口一亿tLNG,对外依存度达到40%。为保证国家能源安全,减少对国际石油和天然气的依赖,就要发展石油、天然气的替代燃料——氢。

3、新型电力系统消纳新能源的需要

光伏风电的高速发展,给电力系统带来了随机性、间歇性和波动性的困扰,这也促进了抽水蓄能的发展,催生了电化学储能、压缩空气储能等新型储能产业,但新型储能只能解决短时间尺度能源的不均匀性问题,不能解决长时间尺度如季节性的不均匀问题,局部区域还存在大量的弃风,弃光与弃水现象,如果发展氢能正好补齐能源短板,电-氢耦合、电解制氢、氢能储能、氢电调峰既可以消纳弃光弃风弃水能源,又能增强电网调节性能,支撑新能源高比例接入电力系统。

三、各国氢能产业战略

1、日本

作为全球氢能技术的领先者,日本政府在氢能产业战略上给予了高度重视。他们通过政策扶持、技术研发和市场推广等手段,积极推动氢能产业的发展。此外,日本还加强了与其他国家在氢能领域的合作,共同推动氢能技术的创新与应用。

日本计划将氢能源汽车数量从2020年的4万辆增加到2025年的20万辆,2030年氢能源汽车数量将达到80万辆。氢气从国外引进,发展燃料电池、氢能汽车、大型发电和热电联产技

2、德国

欧盟于2020年7月发布了《欧盟氢能战略》,氢能将支持工业生产、交通运输等领域去碳化,成为其“能源一体化战略”的重要内容,要求到2050年,可再生能源制氢技术可实现大规模应用。德国率先推出国家氢能战略,明确绿氢的优先地位,并计划到2030年将其国内绿氢产能提高至5GW,到2040年进一步提高至10GW。

3、中国

中国氢能产业发展也正步入快车道,多项政策密集出台。2022年3月颁布的《“十四五”现代能源体系规划》要求强化氢能等前沿科技攻关和适度超前部署一批氢能项目,随后颁布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》提出要构建氢能产业高质量发展体系。

2022年3月颁布的《“十四五”现代能源体系规划》

《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》

结语:氢能作为未来能源之星,具有巨大的发展潜力。各国应紧紧抓住氢能产业发展的机遇,加强国际合作,共同推动氢能产业的快速发展,为全球绿色发展贡献力量。

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