“氢能是实现‘双碳’目标的主要力量。在工业领域,氢能将在替代原材料和热源方面发挥重要作用。在运输领域,长途重载运输的脱碳效果很大。在能源领域,分布式电力系统、储能等方面将发挥重要作用。”清华大学副秘书长、清华工业发展研究院院长金勤贤表示,氢能对中国提高能源系统安全性和实现碳中和具有很高的战略价值。据估计,到2050年中国对氢能的需求将达到8000万吨,减少二氧化碳8.7亿吨。
“如果所有可再生能源都用于水力发电生产氢,每年可再生能源发电量约为350万亿千瓦时,是2018年可再生能源发电量1.9万亿千瓦时的180倍。”金教授表示,绿色氢的需求正在推动可再生能源的需求大幅增加。据估计,到2050年,中国的二氧化碳排放量将减少到58亿吨,比峰值少77亿吨,其中使用氢能将减少8.7亿吨。到2060年,中国将实现碳中和,再减少碳排放30亿吨,其中氢能应用减少碳排放3亿吨,占总量的10%以上。
中国从高碳能源系统以煤炭为主,跨度以石油和天然气为主的低碳能源系统,直接访问以可再生能源为主的绿色能源系统,应取代化石能源供电、供热,供给三大生产要素,实现真正的能源结构转型,简单取而代之,不可能实现碳中和。
“依托中国丰富的可再生风能资源,建设特色可再生能源风电场。该项目的全部电力将来自风力发电厂的建设,并将开展低成本可再生能源制氢和当地可再生能源消费的示范。”金部长强调说:“我们将与国际领先企业和中国电解水设备企业合作,在不稳定的条件下,建设世界领先的电解水制氢工厂,从源头上为绿色产业生态建设提供固态氢气保障。”
金以河北省张家口氢燃料电池商用车示范区和北京大兴氢燃料电池物流车示范区为例。2018年至2020年,张家口市运营的燃料电池公交车250辆,载客量3400万人次,总里程1000万公里。2022年冬奥会期间,将有850辆燃料电池汽车作为冬奥会服务保障车辆使用。目前,根据北京市氢燃料电池物流车示范区规划,北京大兴氢燃料电池物流车运营物流大客车3000余辆。
此外,在可再生能源直接耦合制氢方面,金勤贤表示,综合应用能源互联网技术,建设地方独立微电网,直接利用绿色电制氢,结合储能系统,实现灵活互补的太阳能储氢。
金立军表示,中国钢铁行业90%以上是采用高炉技术生产的长工艺钢,这占中国每年二氧化碳排放量的15%左右。预计到2050年,废钢回收利用将占中国钢铁总产量的60%,其中直接还原铁是短工艺钢的重要组成部分。废钢回收与氢直接还原铁技术相结合,将打造完整的零碳排放冶金行业,为新能源等绿色产业提供零碳排放的绿色钢材。
数据显示,中国化工行业能源消费占工业能源消费总量的28%。对于中国的化学工业来说,煤炭不仅是主要的能源来源,也是主要的原材料。要实现完全脱碳,必须依靠一条新的零碳生产路线。金勤贤认为,以合成氢、氮、碳为原料,形成化学工业的主要产品,是实现化学工业零碳转型升级的重要途径。
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