[Abstrakt]Brintenergi er en slags sekundær energi med rigelige kilder, grønt og lavt kulstofindhold og bred anvendelse.Det kan hjælpe med stort forbrug af vedvarende energi, realisere storskala peak barbering af elnet og energilagring på tværs af sæsoner og regioner og fremskynde fremme af industri, byggeri, transport og andre områder med lavt kulstofindhold.mit land har et godt grundlag for brintproduktion og et stort applikationsmarked og har betydelige fordele ved at udvikle brintenergi.At accelerere udviklingen af brintenergiindustrien er en vigtig vej til at hjælpe mit land med at nå målet om kulstofneutralisering.For et par dage siden udsendte den nationale udviklings- og reformkommission og den nationale energiadministration i fællesskab "Planen for mellemlang og lang sigt for udvikling af brintenergiindustrien (2021-2035)".Udviklingen og udnyttelsen af brintenergi udløser en dyb energirevolution.Brintenergi er blevet en ny kode for at knække energikrisen og opbygge et rent, kulstoffattigt, sikkert og effektivt moderne energisystem.
Energikrisen har åbnet vejen for udforskning af udvikling og udnyttelse af brintenergi.
Brintenergi som alternativ energi trådte ind i folks synsfelt, som kan spores tilbage til 1970'erne.På det tidspunkt udløste krigen i Mellemøsten en global oliekrise.For at slippe af med afhængigheden af importeret olie foreslog USA først begrebet "brintøkonomi", idet de argumenterede for, at brint i fremtiden kunne erstatte olie og blive den vigtigste energi, der understøtter global transport.Fra 1960 til 2000 udviklede brændselscellen, et vigtigt værktøj til udnyttelse af brintenergi, sig hurtigt, og dens anvendelse i rumfart, elproduktion og transport har fuldt ud bevist gennemførligheden af brintenergi som en sekundær energikilde.Brintenergiindustrien trådte i lav ebbe omkring 2010.Men frigivelsen af Toyotas "fremtidige" brændselscellekøretøj i 2014 udløste endnu et brintboom.Efterfølgende har mange lande successivt frigivet strategiske ruter til udvikling af brintenergi, hovedsageligt med fokus på elproduktion og transport for at fremme udviklingen af brintenergi- og brændselscelleindustrier;EU frigav EU's brintenergistrategi i 2020 med det formål at fremme brintenergi i industri, transport, elproduktion og andre applikationer på alle områder;i 2020 udgav USA "Hydrogen Energy Plan Development Plan", formulerede en række tekniske og økonomiske nøgleindikatorer og forventede at blive markedsleder i brintenergiindustriens kæde.Indtil videre har lande, der tegner sig for 75 % af den globale økonomi, lanceret udviklingspolitikker for brintenergi for aktivt at fremme udviklingen af brintenergi.
Sammenlignet med udviklede lande er mit lands brintenergiindustri stadig i den indledende udviklingsfase.I de seneste år har mit land været mere opmærksom på brintenergiindustrien.I marts 2019 blev brintenergi skrevet ind i "Government Work Report" for første gang, hvilket accelererede konstruktionen af faciliteter såsom opladning og hydrogenering i det offentlige domæne;Inkluderet i energikategorien;i september 2020 vil fem afdelinger, herunder finansministeriet, ministeriet for industri og informationsteknologi i fællesskab udføre demonstrationsanvendelsen af brændselscellekøretøjer og belønne støtteberettigede byområder for industrialisering og demonstrationsanvendelser af nøglekerneteknologier til brændselscellekøretøjer ;I oktober 2021 udsendte Centralkomiteen for Kinas Kommunistiske Parti og Statsrådet "Opinions on Completely Accurately Implementing the New Development Concept and Doing a Good Job in Carbon Neutralization" for at koordinere udviklingen af hele kæden af brintenergi. "produktion-lagring-transmission-brug";I marts 2022 udsendte den nationale udviklings- og reformkommission "Mellem- og langsigtet plan for udvikling af brintenergiindustrien (2021-2035)", og brintenergi blev identificeret som en vigtig del af det fremtidige nationale energisystem og en nøgle til at realisere grøn og kulstoffattig transformation af energiforbrugende terminaler.En vigtig bærer, brintenergiindustrien er blevet identificeret som en strategisk ny industri og en vigtig udviklingsretning for fremtidens industri.
I de senere år har mit lands brintenergiindustri udviklet sig hurtigt og dækker stort set hele kæden af brintproduktion-lagring-transmission-brug.
Opstrøms for brintenergiindustriens kæde er brintproduktion.mit land er verdens største brintproducent med en brintproduktionskapacitet på omkring 33 millioner tons.I henhold til kulstofemissionsintensiteten i produktionsprocessen opdeles brint i "grå brint", "blå brint" og "grøn brint".Grå brint refererer til den brint, der produceres ved afbrænding af fossile brændstoffer, og der vil være en masse kuldioxidemissioner under produktionsprocessen;blå brint er baseret på grå brint, der anvender kulstoffangst- og lagringsteknologi for at opnå lav-kulstofbrintproduktion;grøn brint produceres af Vedvarende energi såsom solenergi og vindkraft bruges til at elektrolysere vand til at producere brint, og der er ingen kulstofemission i processen med brintproduktion.På nuværende tidspunkt er mit lands brintproduktion domineret af kulbaseret brintproduktion, der tegner sig for omkring 80%.I fremtiden, da omkostningerne ved vedvarende energiproduktion fortsætter med at falde, vil andelen af grøn brint stige år for år, og den forventes at nå 70 % i 2050.
Midtstrømmen i brintenergiindustriens kæde er brintlagring og -transport.Højtryksgaslagrings- og transportteknologien er blevet kommercialiseret og er den mest omfattende brintenergilagrings- og transportmetode.Langrørstraileren har høj transportfleksibilitet og er velegnet til kortdistancetransport af små mængder brint;lagring af flydende brint og solid-state brint lagring kræver ikke trykbeholdere, og transporten er bekvem, hvilket er retningen for storskala brint energilagring og transport i fremtiden.
Nedstrøms for brintenergiindustriens kæde er den omfattende anvendelse af brint.Som et industrielt råmateriale kan brint bruges i vid udstrækning inden for olie, kemi, metallurgi, elektronik, medicinsk og andre områder.Derudover kan brint også omdannes til elektricitet og varme gennem brintbrændselsceller eller brintforbrændingsmotorer., som kan dække alle aspekter af social produktion og liv.I 2060 forventes mit lands efterspørgsel efter brintenergi at nå op på 130 millioner tons, hvoraf den industrielle efterspørgsel dominerer, svarende til omkring 60 %, og transportsektoren vil udvide til 31 % år for år.
Udviklingen og udnyttelsen af brintenergi udløser en dyb energirevolution.
Brintenergi har brede anvendelsesmuligheder inden for mange områder såsom transport, industri, byggeri og elektricitet.
På transportområdet betragter langdistancevejtransport, jernbaner, luftfart og skibsfart brintenergi som et af de vigtige brændstoffer til at reducere kulstofemissioner.På nuværende tidspunkt er mit land hovedsageligt domineret af brintbrændselscellebusser og tunge lastbiler, hvis antal overstiger 6.000.Hvad angår den tilsvarende understøttende infrastruktur, har mit land bygget mere end 250 brinttankstationer, der tegner sig for omkring 40 % af det globale antal, og er på førstepladsen i verden.Ifølge data frigivet af Beijings Vinter-OL-organisationskomité vil dette vinter-OL demonstrere driften af mere end 1.000 brintbrændselscellekøretøjer udstyret med mere end 30 brinttankstationer, hvilket er den største demonstrationsanvendelse af brændselscellekøretøjer i verden.
På nuværende tidspunkt er det industrielle område med den største andel af anvendelsen af brintenergi i mit land.Ud over dets energibrændselsegenskaber er brintenergi også et vigtigt industrielt råmateriale.Brint kan erstatte koks og naturgas som et reduktionsmiddel, hvilket kan eliminere det meste af kulstofemissionerne i jern- og stålfremstillingsprocesser.Brugen af vedvarende energi og elektricitet til at elektrolysere vand til at producere brint og derefter syntetisere kemiske produkter såsom ammoniak og methanol, er befordrende for en væsentlig reduktion af kulstof og emissioner i den kemiske industri.
Integrationen af brintenergi og bygninger er et nyt koncept for grønt byggeri, der er opstået i de senere år.Byggeriet skal forbruge meget elektrisk energi og varmeenergi, og det er blevet opført som de tre store "energiforbrugende husstande" i mit land sammen med transportområdet og industriområdet.Den rene elproduktionseffektivitet for brintbrændselsceller er kun omkring 50 %, mens den samlede effektivitet af kombineret varme og kraft kan nå op på 85 %.Mens brintbrændselsceller genererer elektricitet til bygninger, kan spildvarmen genvindes til opvarmning og varmt vand.Med hensyn til brinttransport til bygningsterminaler kan brint blandes med naturgas i en andel på mindre end 20 % ved hjælp af et relativt komplet husholdningsnaturgasrørledningsnet og transporteres til tusindvis af husstande.Det anslås, at i 2050 vil 10 % af den globale bygningsopvarmning og 8 % af bygningsenergien blive leveret af brint, hvilket reducerer udledningen af kuldioxid med 700 millioner tons om året.
På elektricitetsområdet kan brintenergi på grund af vedvarende energis ustabilitet blive en ny form for energilagring gennem el-brint-elektricitetskonvertering.I perioder med lavt elforbrug produceres brint ved at elektrolysere vand med overskud af vedvarende energi, og lagres i form af højtryksgasformige, lavtemperaturflydende, organiske flydende eller faste materialer;i spidsbelastningsperioder med elforbrug ledes den oplagrede brint gennem brændstof Batterier eller brintturbineenheder genererer elektricitet, som tilføres det offentlige net.Lagerskalaen for brintenergilagring er større, op til 1 million kilowatt, og lagringstiden er længere.Sæsonbestemt lagring kan realiseres i henhold til outputforskellen mellem solenergi, vindenergi og vandressourcer.I august 2019 blev mit lands første brintenergilagringsprojekt i megawatt-skala lanceret i Lu'an, Anhui-provinsen, og det blev med succes forbundet til nettet til elproduktion i 2022.
Samtidig vil elektro-brint-kobling også spille en vigtig rolle i opbygningen af et moderne energisystem i mit land.
Fra et rent og kulstoffattigt perspektiv er storskala elektrificering et kraftfuldt værktøj til kulstofreduktion på mange områder i mit land, såsom elektriske køretøjer på transportområdet, der erstatter brændstofkøretøjer, og elektrisk opvarmning på byggeområdet, der erstatter traditionel kedelopvarmning .Der er dog stadig nogle industrier, som er svære at opnå kulstofreduktion gennem direkte elektrificering.De sværeste industrier omfatter stål, kemikalier, vejtransport, skibsfart og luftfart.Brintenergi har de dobbelte egenskaber som energibrændstof og industrielt råmateriale og kan spille en vigtig rolle på de ovennævnte områder, der er svære at dekarbonisere dybt.
Ud fra et sikkerheds- og effektivitetsperspektiv kan brintenergi for det første fremme udviklingen af en højere andel af vedvarende energi og effektivt reducere mit lands afhængighed af olie- og gasimport;Den regionale balance mellem energiforsyning og -forbrug i mit land;desuden vil økonomien ved grøn elektricitet og grøn brintenergi blive forbedret med reduktionen af elomkostningerne ved vedvarende energi, og de vil blive bredt accepteret og brugt af offentligheden;brintenergi og elektricitet, som energiknudepunkter, er mere. Det er nemt at koble forskellige energikilder som varmeenergi, kold energi, brændstof osv., for i fællesskab at etablere et sammenkoblet moderne energinetværk, danne et meget modstandsdygtigt energiforsyningssystem, og forbedre energiforsyningssystemets effektivitet, økonomi og sikkerhed.
Udviklingen af mit lands brintenergiindustri står stadig over for udfordringer
Produktionen af grøn brint til lave omkostninger og lave emissioner er en af de vigtige udfordringer, som brintenergiindustrien står over for.Under forudsætningen om ikke at tilføje nye kulstofemissioner er løsningen af problemet med brintkilden forudsætningen for udviklingen af brintenergiindustrien.Fossil energiproduktion af brint og industriel brintproduktion er moden og omkostningseffektiv og vil forblive hovedkilden til brint på kort sigt.Reserverne af fossil energi er dog begrænsede, og der er stadig et CO2-udledningsproblem i brintproduktionsprocessen;produktionen af industrielt biprodukt brintproduktion er begrænset, og forsyningsstrålingsafstanden er kort.
I det lange løb er brintproduktion fra vandelektrolyse let at kombinere med vedvarende energi, har større skalapotentiale, er renere og mere bæredygtig og er den mest potentielle grønne brintforsyningsmetode.På nuværende tidspunkt er mit lands alkaliske elektrolyseteknologi tæt på det internationale niveau og er mainstream-teknologien inden for kommerciel elektrolyse, men der er begrænset plads til omkostningsreduktion i fremtiden.Protonudvekslingsmembranelektrolyse af vand til brintproduktion er i øjeblikket dyrt, og graden af lokalisering af nøgleenheder stiger år for år.Elektrolyse af fast oxid er tæt på kommercialisering internationalt, men den er stadig på indhentningsstadiet på hjemmemarkedet.
mit lands brintenergiindustrikædeforsyningssystem er endnu ikke færdigt, og der er stadig en kløft mellem kommercielle applikationer i stor skala.Mere end 200 hydrogeneringsstationer er blevet bygget i mit land, hvoraf de fleste er 35MPa gasformige hydrogeneringsstationer, og 70MPa højtryksgasformige hydrogeneringsstationer med større brintlagringskapacitet tegner sig for en lille del.Manglende erfaring med konstruktion og drift af tankstationer til flydende brint og integrerede brintproduktions- og hydrogeneringsstationer.På nuværende tidspunkt er transporten af brint hovedsageligt baseret på højtryks-gasformig lang-rør trailertransport, og rørledningstransport er stadig et svagt punkt.På nuværende tidspunkt er kilometertallet for brintrørledninger omkring 400 kilometer, og rørledningerne i brug er kun omkring 100 kilometer.Rørledningstransport står også over for muligheden for brintskørhed forårsaget af brintudslip.I fremtiden er det stadig nødvendigt at forbedre de kemiske og mekaniske egenskaber af rørledningsmaterialer yderligere.Der er gjort betydelige fremskridt inden for lagring af flydende brint og metalhydrid-brintlagringsteknologi, men balancen mellem brintlagringstæthed, sikkerhed og omkostninger er ikke løst, og der er stadig en vis kløft mellem kommercielle applikationer i stor skala.
Det specialiserede politiksystem og koordinations- og samarbejdsmekanismen mellem flere afdelinger og flere felter er endnu ikke perfekte."Mellem- og langsigtet plan for udvikling af brintenergiindustrien (2021-2035)" er den første udviklingsplan for brintenergi på nationalt plan, men den særlige plan og politiksystemet mangler stadig at blive forbedret.I fremtiden er det nødvendigt yderligere at afklare retningen, målene og prioriteterne for industriel udvikling.Brintenergiindustriens kæde involverer en række forskellige teknologier og industriområder.På nuværende tidspunkt er der stadig problemer såsom utilstrækkeligt tværfagligt samarbejde og utilstrækkelig tværgående koordineringsmekanisme.For eksempel kræver opførelsen af brinttankstationer samarbejde mellem flere afdelinger, såsom kapital, teknologi, infrastruktur og kontrol med farlige kemikalier.På nuværende tidspunkt er der problemer som uklare kompetente myndigheder, vanskeligheder med godkendelse, og brintegenskaber er stadig kun farlige kemikalier, hvilket udgør en alvorlig trussel mod industriens udvikling.store begrænsninger.
Vi tror på, at teknologi, platforme og talenter er vækstpunkterne til at understøtte udviklingen af mit lands brintenergiindustri.
Først og fremmest er det nødvendigt løbende at forbedre niveauet af nøglekerneteknologier.Teknologisk innovation er kernen i udviklingen af brintenergiindustrien.I fremtiden vil mit land fortsætte med at fremme forskning og udvikling af centrale kerneteknologier inden for produktion, opbevaring, transport og anvendelse af grøn og kulstoffattig brintenergi.Fremskynd den teknologiske innovation af protonudvekslingsmembranbrændselsceller, udvikle nøglematerialer, forbedre de vigtigste præstationsindikatorer og masseproduktionskapacitet og fortsætte med at forbedre brændselscellernes pålidelighed, stabilitet og holdbarhed.Der vil blive gjort en indsats for at fremme F&U og fremstilling af kernekomponenter og nøgleudstyr.Fremskynd forbedringen af brintproduktionens konverteringseffektivitet for vedvarende energi og omfanget af brintproduktion med en enkelt enhed, og gør gennembrud inden for nøglekerneteknologier i brintenergiinfrastrukturforbindelsen.Fortsæt med at udføre forskning i de grundlæggende love for brintenergisikkerhed.Fortsæt med at fremme avanceret brintenergiteknologi, nøgleudstyr, demonstrationsapplikationer og industrialisering af større produkter og opbygge et højkvalitets udviklingsteknologisystem til brintenergiindustrien.
For det andet skal vi fokusere på at opbygge en industriel innovationsstøtteplatform.Udviklingen af brintenergiindustrien skal fokusere på nøgleområder og nøgleforbindelser og opbygge en multi-level og diversificeret innovationsplatform.Støtte universiteter, forskningsinstitutter og virksomheder med at fremskynde konstruktionen af nøglelaboratorier og banebrydende tværforskningsplatforme og udføre grundforskning i brintenergianvendelser og banebrydende teknologisk forskning.I begyndelsen af 2022 udsendte Den Nationale Udviklings- og Reformkommission og Undervisningsministeriet "Godkendelse af forundersøgelsesrapporten om det nationale energiopbevaringsteknologiindustri-uddannelsesintegrationsinnovationsplatformprojekt fra North China Electric Power University", Nordkina Electric Power University National Energy Storage Technology Industri-Uddannelse Integration Innovation Platform Project Det blev officielt godkendt og blev det første parti af gymnasier og universiteter, der var "in kommando".Efterfølgende blev North China Electric Power University Hydrogen Energy Technology Innovation Center formelt etableret.Innovationsplatformen og innovationscentret fokuserer på teknisk forskning inden for elektrokemisk energilagring, brintenergi og dens anvendelsesteknologi i elnettet og fremmer aktivt udviklingen af den nationale brintenergiindustri.
For det tredje er det nødvendigt at fremme opbygningen af et team af fagfolk inden for brintenergi.Det teknologiske niveau og omfanget af brintenergiindustrien har fortsat gjort gennembrud.Imidlertid står brintenergiindustrien over for et stort hul i talentteamet, især den alvorlige mangel på innovative talenter på højt niveau.For et par dage siden blev hovedfaget "Hydrogen Energy Science and Engineering" erklæret af North China Electric Power University officielt inkluderet i kataloget over bachelorstuderende på almindelige gymnasier og universiteter, og disciplinen "Hydrogen Energy Science and Engineering" blev inkluderet i nyt tværfagligt fag.Denne disciplin vil tage kraftteknik, ingeniør termofysik, kemiteknik og andre discipliner som trækkraft, organisk integrere brintproduktion, brintlagring og -transport, brintsikkerhed, brintkraft og andre brintenergimodulkurser og gennemføre tværfaglige tværfaglige grundlæggende og anvendt forskning.Det vil give gunstig talentstøtte til at realisere den sikre overgang af mit lands energistruktur, samt udviklingen af mit lands brintenergiindustri og energiindustri.
Indlægstid: 16. maj 2022