氢能源可能成为人类终极能源 欧盟出台5750亿欧元氢能计划

2020年7月9日13:50:44 评论 3,548 1416字

氢能源是截止目前为止最清洁的能源,因为氢能源燃烧后只会产生水,而不会产生化石燃料燃烧后的二氧化碳,硫化物等危害环境的气体。除了清洁外,氢能源的热值也比汽油等传统能源高,同重量的氢气燃烧后产生的热量是汽油的3倍以上。虽然氢能源有诸多优点,但目前制备技术不成熟导致的成本高昂限制了氢能源产业的发展。

近两年美国、日本、韩国、欧洲部分国家和中国都加大了对氢能源的投入力度,集中于氢能的制备和氢燃料汽车技术的突破两方面。我个人认为以目前技术看氢燃料汽车才是新能源汽车的最终形态,而不是纯电动汽车。关于这一点可以看我的另一篇博客《为什么国家补贴纯电动汽车7年之后还是断奶就死》,如果对我的观点有争议可以留言讨论。随着投入的增加,在我国氢能源乘用车增长迅速,同时车辆氢燃料动力部分性能和寿命也显著提高,价格越来越低,这反映出技术的快速进步。

氢能源可能成为人类终极能源 欧盟出台5750亿欧元氢能计划

据网上相关信息,我国2019年全国产氢能源汽车3400辆左右,其中客车累计产量为914辆,燃料电池专用车2372辆。根据政府规划,预计2020年氢能源汽车产能达5000辆、到2025年50000辆、到2030年达到百万级。而全球市场测到2050年将有超过4亿辆乘用车,1500~2000万辆货车和约500万辆客车使用氢能驱动,占到各自领域的20~25%。

制约氢能源产业发展的除了制备问题外还有储存困难、运输困难、车载系统不成熟等问题,当然这些问题里面我个人认为最难的还是氢气制备问题。因为如果制备容易,那么可以就近制备,从而绕过储存和运输难题。下面大概说下目前流行的氢气的制备工艺。

电解水制氢法

技术成熟、过程简单,但是成本较高、耗电巨大,因此电力是制约这种技术的关键。

緑氢:目前习惯把通过再生能源发电,用这些电力电解水制氢获得的氢称为緑氢。

焦炉气中取纯氢法

这是大规模制氢的方法,技术成熟成本也低。焦炉气主要含有H2(55~60%)、CH4(23~27%)、CO(5~8%)等,是炼焦工业的副产品,具有污染。

灰氢:这种由工业副产品制取的氢气成为灰氢

煤或天然气裂解制氢

裂解过程中的副产品二氧化碳可以通过碳捕捉和储存技术长埋于地下。

蓝氢:煤或天然气裂解制的氢俗称蓝氢。

天然气催化裂解

由天然气高温催化裂解产生,副产品是固态的碳,更便于碳回收。

青氢:这种方法制的氢俗称青氢。

甲醇裂解制氢法

甲醇(CH3OH)原料来源广泛,制氢投资低,但是生产规模有限。目前也有加注甲醇的燃料电池车,就是在车上完成制氢、氢发电的过程。

在以上的制氢方法中目前电解水和天然气制氢最被看好,而天然气储量本身有限,因此电解水被视为终极制氢途径。而要让电解水制氢成为主要能源就必须解决电的问题,从而清洁电力成了首选。

受清洁能源和疫情双重影响,欧盟当地时间7月8日出台了大规模的氢能源计划以刺激经济。欧盟委员会副主席蒂莫曼斯(Frans Timmermans)牵头正式对外公示了酝酿已久的《欧盟氢能战略》。欧盟计划未来十年内向氢能产业投入5750亿欧元。

氢能基建的具体规划是:2030年前,投入240亿-420亿欧元用于绿氢电解设施的建设,2200亿-3400亿欧元用于增建80 GW-120 GW的风光发电。这一发电量大约相当于年7000亿度到10500亿度,相当于欧盟2016年3.1万亿度发电量的四分之一到三分之一。

如果这一计划顺利实施,对全球能源格局将是巨大的改变,美国、日本、韩国,和中国等国家将很可能跟进,将快速推进清洁电力和氢能源的使用率。

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