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            1. 綠氫將成為氫能供應體系重要組成部分


              發布時間:

              2023-02-20

              氫氣具有原料、燃料雙重屬性,來源豐富、用途廣泛。在碳中和戰略目標引領下,我國能源生產消費方式逐漸轉向綠色低碳,將推動氫能供應體系逐步以綠氫為基礎進行重塑。綠氫作為新能源供給消納體系的重要組成部分,進一步加強供應體系建設將有助于能源生產消費方式變革。

              氫氣具有原料、燃料雙重屬性,來源豐富、用途廣泛。在碳中和戰略目標引領下,我國能源生產消費方式逐漸轉向綠色低碳,將推動氫能供應體系逐步以綠氫為基礎進行重塑。綠氫作為新能源供給消納體系的重要組成部分,進一步加強供應體系建設將有助于能源生產消費方式變革。

               

              一)氫能供應體系將逐步以綠氫為基礎進行重塑

              2020年,我國氫氣產能約為4.1×107t,產量約為3.342×107t,其中化石能源制氫占比為78%,工業副產氫占比為21%,而綠氫在氫能供應結構中占比可以忽略(電解水制氫占比僅為1%)。在消費側,氫氣主要作為原料用于化工(如合成甲醇、合成氨)、煉油等工業領域。

              著眼中長期,預計2060年我國氫氣需求量超過1×108t,氫能占終端能源消費的比重約為20%,主要作為原料、燃料應用于工業和交通領域(分別占需求總量的60%、30%)。在碳中和情景下,若基于目前以化石能源制氫為主體的氫能供應體系,氫氣生產的碳排放量預計為1×109t/a,遠高于碳匯所能中和的碳排放量。因此,在推動實現碳中和目標的過程中,氫能供應體系需逐步以綠氫為基礎進行重塑,輔以加裝碳捕集裝置的化石能源制氫方式,才能改變氫能生產側的高碳格局。預計在碳中和情景下,氫能生產側的綠氫產量為1×108t/a,在全部氫能中的占比超過80%。綠氫生產總量和占比均逐步提升,在推動氫能供應體系變革的同時,為氫能在能源電力轉型中發揮更大價值創造了條件。

               

              (二)綠氫將是新能源供給消納體系的重要組成部分

              根據我國當前的風能、太陽能資源稟賦進行測算,風電、光伏發電的技術可開發規模超過1.3×1010kW。綜合考慮氫能供應體系低碳化、技術成熟度、與現代能源體系契合度等因素可以認為,采用風電、光伏發電等新能源的電力進行電解水制氫,是最有可能規?;l展的綠氫制備途徑,將逐步成為氫能供應的主要來源。

              以2060年綠氫需求量計算,新能源發電裝機容量、發電量分別超過2×109kW、5×1012kW·h,在總發電裝機容量、發電量中的占比分別超過25%、20%。而根據中國電力企業聯合會的統計數據,有色金屬冶煉是我國目前用電量占比最高的行業,2021年占全社會用電量的比重僅為8.4%。因此,在碳中和情景下,綠電制氫很可能超越金屬冶煉等高耗能工業,成為新型電力系統中最大的單一用電負荷。

              在中長期開展大規模綠電制氫,將綠氫作為新能源電力的重要轉換形式,推動氫電融合并實現綠電和綠氫的靈活高效轉化,主要有三方面價值。

              ① 發揮氫能連接新能源、終端用能的耦合作用,將新能源電力轉化為物質形態,豐富新能源消納途徑;促進更高比例的新能源應用,滿足下游大規模用氫需求,減少交通等領域對油氣的需求,降低油氣對外依存度。

              ② 發揮氫能長時儲能優勢,解決新能源出力和負荷需求存在的長周期、季節性電量不匹配問題;通過氫能發電為電網提供容量支撐,提升新型電力系統的韌性,改善綠色電力安全可靠供應水平。

              ③ 綠電制氫過程中產生的綠氧,可滿足冶金、化工、機械制造等行業的用氧需求。

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