綠氫才是未來
去碳化是目前全球經(jīng)濟(jì)面臨的最重要的挑戰(zhàn)之一。而應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵是不斷發(fā)展可再生能源以及多維能源交叉耦合,即通過綠氫,將可再生能源鏈接到發(fā)達(dá)的工業(yè)、能源和
交通基礎(chǔ)設(shè)施中。
與煤炭、天然氣等不同,氫并非是一次能源,而是同電能一樣屬于二次能源,更容易耦合電能、熱能等多種能源,同時與電能一起建立互聯(lián)互通的現(xiàn)代能源網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)
電力與建筑、交通
運(yùn)輸和工業(yè)之間的互聯(lián)。
根據(jù)國際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)發(fā)布的《世界能源轉(zhuǎn)型展望》,作為“1.5°C”路徑的一部分,綠氫有助于顯著減少二氧化
碳排放——特別是在工業(yè)部門以及長途運(yùn)輸、航運(yùn)和
航空方面。
氫能的高熱值屬性是其在交通領(lǐng)域最具潛力的優(yōu)勢,是常見燃料中熱值最高的,為142KJ/g,約是石油的3倍,煤炭的4.5倍。
目前,已有氫動力列車在德國北部正式客運(yùn),未來將有更多氫動力列車取代非電氣化線路上的柴油列車,英國、荷蘭和奧地利等國家也有類似的部署;而在船運(yùn)和航空領(lǐng)域,兩者也正處于示范階段,在未來的碳
減排路線中,氫能正在逐步綻放其光芒。
以氫氣為原料的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用已具備數(shù)十年的發(fā)展歷史,在中國,90%以上的氫氣都用于工業(yè)原料,而氫能作為二次能源的定位則必須要追溯其制氫環(huán)節(jié)的
碳足跡。
根據(jù)2020中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告數(shù)據(jù),目前全球制氫原料中,天然氣使用最為廣泛,占比約為43%,其次是工業(yè)副產(chǎn)品制氫,占比為33%,而電解水制氫使用最少,比例極低。
西門子能源股份公司新能源業(yè)務(wù)全球首席戰(zhàn)略官兼亞太區(qū)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人趙作智博士表示,“在制氫環(huán)節(jié)需要重視碳足跡的追溯,而綠氫將在通往低碳未來的道路上起到至關(guān)重要的作用?!?/div>
在明確了綠氫的未來路線后,西門子能源使用質(zhì)子交換膜(PEM)水電解技術(shù),利用可再生能源生成“綠色無碳”的氫氣。該技術(shù)方案具有氣體純度高、效率高、使用壽命長、無化學(xué)品等特點(diǎn)。
在該技術(shù)路線下,生產(chǎn)1kg 的氫氣平均需要50kWh的耗電量,具體耗電量將取決于電解槽的操作模式和輔助系統(tǒng)的效率。根據(jù)IRENA,考慮
碳減排成本,2030年左右綠氫將與灰氫實(shí)現(xiàn)平價。
此外,其Silyzer產(chǎn)品系列可以將太陽能和風(fēng)能等間歇性波動能源整合到工藝過程中,達(dá)到“實(shí)時跟隨,秒級響應(yīng)”。在西門子能源位于奧地利的H2FUTURE項(xiàng)目中,世界上第一臺PEM電解設(shè)備Silyzer 300(半機(jī))每小時可產(chǎn)生1200Nm3的綠氫,功率需求為6 MW,電解系統(tǒng)的效率高達(dá)80%。
西門子能源旗下的西門子歌美颯也在探索海上的氫能路線,計劃在五年內(nèi)總投資約1.2億歐元,用于開發(fā)海上風(fēng)電生產(chǎn)氫的完全集成式解決方案。
“成本的下降不是單純的技術(shù)
問題,而是規(guī)模化效應(yīng)的結(jié)果。”趙作智博士認(rèn)為,為此西門子將主動推進(jìn)氫項(xiàng)目以加快發(fā)揮規(guī)模化和系統(tǒng)化優(yōu)勢。
氫絕非暫時的解決方案,而是可持續(xù)能源行業(yè)中的重要組成部分。