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Energia de hidrogênio, uma nova senha para o sistema de energia moderno

氢能 是 种 来源 丰富 、 绿色 低 、 应用 广泛 的 次 能源 ， 能 帮助 可 再生 能源 大 规模 ， ， 电网 大规模 调峰 调峰 跨季节 跨季节 、 地域 储能 ， 推进 工业 、 建筑 、 跨季节 跨季节 、 地域 ， ， 加速 工业 、 建筑 、 、 跨季节 跨季节 跨 地域 ， 加速 推进 工业 、 建筑 、 Baixa carbonização no transporte e outros campos.Meu país tem uma boa base e um mercado de aplicativos em grande escala na China, e seu desenvolvimento tem uma vantagem significativa no desenvolvimento de energia de hidrogênio.Acelerar o desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio é um caminho importante para ajudar meu país a atingir a neutralidade e os objetivos do pico de carbono de carbono.Alguns dias atrás, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma e a Administração Nacional de Energia emitiram em conjunto o "plano de longo prazo para o desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio (2021-2035)".O desenvolvimento e a utilização da energia de hidrogênio são desencadeados uma profunda revolução energética.

A crise energética abriu o caminho da exploração do desenvolvimento e utilização de hidrogênio

A energia de hidrogênio como alternativa para entrar na visão das pessoas remonta à década de 1970.Naquela época, a Guerra do Oriente Médio causou uma crise global de petróleo. óleo no apoio energético principal ao transporte global.De 1960 a 2000, o rápido desenvolvimento de células de combustível usou como ferramentas importantes como energia de hidrogênio alcançou o rápido desenvolvimento.A indústria de energia de hidrogênio entrou em uma maré baixa por volta de 2010.No entanto, o lançamento do veículo de células de combustível "Future" da Toyota em 2014 desencadeou outra onda de energia de hidrogênio.Posteriormente, muitos países divulgaram a rota estratégica de desenvolvimento de energia de hidrogênio, concentrando -se principalmente no desenvolvimento da energia de hidrogênio e das indústrias de células de combustível no campo da geração e transporte de energia. Para promover a energia de hidrogênio na indústria, transporte, transporte, transporte, transporte, transporte, transporte, transporte, transporte e transporte, transporte, transporte e transporte, transporte, transporte e transporte, transporte, transporte, transporte e transporte, transporte, transporte , and transportation, transportation, transportation, and transportation, transportation, transportation, and transportation, transportation, transportation, and transportation, transportation, transportation, and transportation, and transportation, transportation, transportation, transportation, transportation, transportation, transportation, transportation, transportation e transporte, transporte, transporte, transporte, transporte, transporte e transporte, transporte, transporte e transporte, transporte, transporte, transporte, transporte, transporte, transporte, transporte e transporte, transporte, transporte e transporte, transporte, transporte e transporte, aplicações como geração de energia e outros campos; corrente.Até agora, 75%da economia global lançou uma política de desenvolvimento de energia de hidrogênio, que promoveu ativamente o desenvolvimento da energia de hidrogênio.

A indústria de energia de hidrogênio do meu país e os países desenvolvidos ainda estão no estágio inicial do desenvolvimento.Nos últimos anos, a atenção do meu país ao setor de energia de hidrogênio continuou a melhorar.Em março de 2019, a Hydrogen Energy foi escrita no "Relatório de Trabalho do Governo" pela primeira vez para acelerar a construção de instalações como cobrança, hidrogenação e outras instalações no domínio público; Cinco departamentos, incluindo o Ministério das Finanças, Indústria e Tecnologia da Informação, realizaram aplicações de demonstração de veículos de células de combustível para dar recompensas pela industrialização da principal tecnologia central dos veículos de células de combustível para realizar as aglomerações urbanas qualificadas para realizar a principal tecnologia de núcleo de veículos de células de combustível e aplicações de demonstração. trabalho "e coordenar o desenvolvimento do desenvolvimento da cadeia completa de energia de hidrogênio" -Sistema -storage -input -Use "; em março de 2022, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma divulgou o" plano médio de longo prazo para o desenvolvimento da energia de hidrogênio Indústria (2021-2035). Direção de indústrias emergentes estratégicas e futuras indústrias.

Nos últimos anos, o setor de energia de hidrogênio do meu país se desenvolveu rapidamente, o que basicamente cobre a cadeia completa de hidrogênio - armazenamento - transmissão - uso.

Os alcances superiores da cadeia da indústria de energia de hidrogênio são a fabricação de hidrogênio.De acordo com a intensidade das emissões de carbono do processo de produção, o hidrogênio é dividido em "hidrogênio", "hidrogênio azul" e "hidrogênio verde".Se o hidrogênio refere -se ao hidrogênio gerado pela combustível de combustível fóssil, e uma grande quantidade de emissões de dióxido de carbono será descarregada durante o processo de produção; O hidrogênio verde é passado através da energia solar, energia eólica e outras gerações de energia de energia renovável para hidrogenação de eletrólitos, sem emissões de carbono durante a fabricação de hidrogênio.Atualmente, o sistema de hidrogênio no meu país é baseado principalmente no hidrogênio do carvão, representando cerca de 80%.No futuro, à medida que o custo da geração de energia de energia renovável continua a diminuir, a proporção de hidrogênio verde aumentará ano a ano, e espera -se que atinja 70%em 2050. jogos de sobrevivencia coop

A corrente médio da cadeia da indústria de energia de hidrogênio é o armazenamento e o transporte de hidrogênio.O transporte de reboque de longo prazo é altamente flexível, adequado para a distribuição de curta distância e volume do corpo pequeno; Armazenamento e transporte de energia no futuro.

A aplicação a jusante da cadeia da indústria de hidrogênio é uma aplicação abrangente de hidrogênio. .Até 2060, espera -se que a demanda por hidrogênio em meu país atinja 130 milhões de toneladas, das quais a demanda industrial dominará, representando cerca de 60%, e o campo de transporte se expandirá 31%ano a ano.

O desenvolvimento e a utilização da energia de hidrogênio é desencadeada uma profunda revolução energética

A Hydrogen Energy possui amplas perspectivas de aplicação em muitos campos, como transporte, indústria, construção e eletricidade.

No campo do transporte, transporte de longa distância, ferrovia, aviação e transporte considerará a energia de hidrogênio como um dos combustíveis importantes que reduzem as emissões de carbono.Nesta fase, meu país se concentra principalmente em ônibus de bateria de combustível de hidrogênio e caminhões pesados, com vários mais de 6.000 veículos.Em termos de infraestrutura de apoio correspondente, meu país acumulou mais de 250 estações de reabastecimento de hidrogênio na China, representando cerca de 40%do número do mundo, classificando -se em primeiro lugar no mundo.De acordo com os dados divulgados pelo Comitê Organizador de Inverno de Pequim, esta demonstração dos Jogos Olímpicos de Inverno opera mais de 1.000 veículos de células a combustível de hidrogênio e estão equipados com mais de 30 estações de reabastecimento de hidrogênio.

Atualmente, a maior proporção de aplicações de energia de hidrogênio em meu país é o campo industrial.Além dos atributos de combustível energético do hidrogênio, a energia de hidrogênio também é uma importante matéria -prima industrial.O hidrogênio pode substituir o coque e o gás natural como um agente redutor, que pode eliminar a maioria das emissões de carbono durante a fabricação de ferro e a siderúrgica.O uso de hidrogênio da água eletrolítica de energia renovável e, em seguida, sintetizando produtos químicos como amônia e metanol, que é propício à redução de grande carbono e redução de emissões no campo químico.

A integração da energia de hidrogênio com a arquitetura é um novo conceito de construção verde nos últimos anos.O campo de construção precisa consumir muita eletricidade e energia térmica.O uso de células de combustível de hidrogênio é de apenas 50%da geração de energia pura, e a eficiência abrangente do método de produção de energia térmica pode atingir 85%. .Em termos de transporte de hidrogênio para os terminais de construção, a rede de tubos de gás natural mais completa pode ser usada para misturar hidrogênio em gás natural a uma proporção inferior a 20%e transportá -los para milhões de famílias.Estima -se que 10%dos 10%do aquecimento mundial e 8%do suprimento de energia de construção sejam fornecidos pelo hidrogênio, o que pode reduzir 700 milhões de toneladas de dióxido de carbono a cada ano. jogos de sobrevivencia coop

No campo da energia, devido à instabilidade da energia renovável, a energia de hidrogênio pode se tornar um novo tipo de formulário de armazenamento de energia através do método de conversão de eletricidade elétrica -hidrogênio.No período de consumo de eletricidade, use o excedente de água eletrolítica de energia renovável para tomar hidrogênio e armazene -o na forma de líquido gasoso de alta tensão, líquido de baixa temperatura, líquido orgânico ou material sólido. em uma grade de energia pública.A escala de armazenamento do armazenamento de energia de hidrogênio pode ser maior, o que pode atingir um milhão de quilowatts, e o tempo de armazenamento pode ser mais longo.Em agosto de 2019, o primeiro projeto de armazenamento de energia de hidrogênio da minha classe de RSW desembarcou em Liu'an, Anhui, e realizou com sucesso a geração de energia conectada à grade em 2022. jogos de sobrevivencia coop

Ao mesmo tempo, o acoplamento eletro -hidrogênio também desempenhará um papel importante na construção de um sistema de energia moderno em meu país.

Do ponto de vista da limpeza e do baixo carbono, a eletrificação em grande escala é uma poderosa compreensão da redução de carbono em muitos campos no meu país. aquecimento tradicional da caldeira.No entanto, ainda existem algumas indústrias difíceis de obter redução de carbono por meio de eletrificação direta.O hidrogênio possui atributos duplos de combustível energético e matérias -primas industriais, que podem desempenhar um papel importante na dificuldade acima mencionada da profunda descarburização.

Do ponto de vista da segurança e da eficiência, antes de tudo, a energia de hidrogênio pode promover o desenvolvimento de fontes de energia renováveis ​​mais altas, reduzir efetivamente a dependência de importação da China em petróleo e gás; Balanço das áreas; Energia térmica, energia fria, combustível, etc. e estabelece em conjunto uma rede de energia moderna de interconexão, formando um sistema de fornecimento de energia difícil e melhorando a eficiência, a economia e a segurança do sistema de fornecimento de energia.

O desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio em meu país ainda enfrenta desafios

A produção de hidrogênio verde de baixo custo e baixa emissão é um dos desafios importantes que a indústria de energia de hidrogênio enfrenta.Sob a premissa de adicionar emissões de carbono, o problema de resolver a fonte de hidrogênio é o pré -requisito para o desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio.O hidrogênio da energia fóssil e a produção de hidrogênio industrial é maduro e o custo é baixo.No entanto, as reservas de energia fósseis são limitadas e o processo de produção de hidrogênio ainda possui emissões de carbono;

A longo prazo, o hidrogênio eletrólito é fácil de combinar com energia renovável, com maior potencial de escala, mais limpo e sustentável, e é o método de suprimento de verde e hidrogênio mais potencial.Atualmente, a tecnologia eletrolítica alcalina do meu país está próxima do nível internacional.O custo atual da hidrogenação eletrolítica das membranas de troca de prótons é alto e o grau de localização dos principais dispositivos está aumentando ano a ano.O eletrolítico de óxido sólido está próximo da comercialização internacionalmente, mas o doméstico ainda está no estágio de perseguição.

O sistema de suprimentos da cadeia da indústria de energia de hidrogênio no meu país ainda não está completo e ainda há uma lacuna entre a aplicação de comercialização em grande escala.Houve mais de 200 estações de reabastecimento de hidrogênio em meu país e baseia -se principalmente em estações de hidrogenação gasosas de 35MPa.Experiência insuficiente na construção e operação de estações de hidrogenação de hidrogênio e estações de fabricação de hidrogênio.Nesta fase, o transporte de hidrogênio é baseado principalmente no transporte de reboque de tubo longo gasoso de alta pressão e o transporte de dutos ainda é deficiência.Atualmente, há uma milhagem total de tubulação de hidrogênio a cerca de 400 quilômetros, e o oleoduto é de apenas 100 quilômetros.O transporte de oleodutos também enfrenta hidrogênio e hidrogênio em pipelines e faz com que o hidrogênio escape.A tecnologia de armazenamento de hidrogênio líquido e a tecnologia de armazenamento de hidrogênio de metal fizeram um grande progresso.

O mecanismo de coordenação e cooperação de sistemas de políticas especializados e multi -departamentos e vários campos ainda está incompleto.O "plano de longo prazo para o desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio (2021-2035)" é o primeiro nível nacional de planejamento de desenvolvimento de energia de hidrogênio, mas o planejamento especial e o sistema de políticas ainda precisam ser melhorados. é necessário para esclarecer ainda mais a direção do desenvolvimento industrial, objetivos e pontos.A cadeia da indústria de energia de hidrogênio envolve uma variedade de tecnologias e áreas da indústria.Por exemplo, a construção de estações de reabastecimento de hidrogênio requer fundos, tecnologia, infraestrutura e controle químico perigoso.

Acreditamos que tecnologia, plataformas e talentos são os pontos de crescimento para apoiar o desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio em meu país.

Primeiro, devemos continuar a melhorar o nível da tecnologia principal.A inovação tecnológica é o núcleo do desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio.No futuro, meu país continuará promovendo a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias principais, como produção verde de baixa produção de hidrocarbonetos, armazenamento, transporte e aplicação.Acelere a inovação tecnológica das células de combustível de membrana de troca de prótons, desenvolva materiais -chave, melhore os principais indicadores de desempenho e a capacidade de produção em massa e melhore continuamente a confiabilidade, a estabilidade e a durabilidade das células de combustível.Serão feitos esforços para promover a pesquisa e desenvolvimento de componentes principais e equipamentos -chave.Acelere a melhoria da eficiência da transformação de hidrogênio da energia renovável e a escala de controle de hidrogênio em um único dispositivo e rompe as principais tecnologias do núcleo do link de infraestrutura de energia de hidrogênio.Continue realizando pesquisas sobre as leis básicas da segurança da energia de hidrogênio.Continue promovendo a tecnologia avançada de energia de hidrogênio, equipamentos -chave, aplicações e industrialização de demonstração de produtos e construir um sistema de tecnologia de desenvolvimento de alta qualidade para a indústria de energia de hidrogênio.

Segundo, devemos nos concentrar na construção de uma plataforma de apoio à inovação industrial.O desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio precisa se concentrar em áreas -chave e links -chave e construir uma plataforma de inovação diversificada de nível múltiplo.Apoiar universidades, institutos de pesquisa e empresas para acelerar a construção de laboratórios -chave e as plataformas de pesquisa cruzadas de corte de corte e realizar pesquisas básicas de pesquisa e corte de tecnologia sobre a aplicação de energia de hidrogênio.No início de 2022, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma e o Ministério da Educação divulgaram a "Aprovação do Relatório de Pesquisa de Viabilidade do Projeto Nacional de Tecnologia de Armazenamento de Energia e Integração da Educação do Projeto de Plataforma de Tecnologia de Armazenamento de Energia, Tecnologia de Armazenamento de Energia de Tecnologia de Energia, armazenamento de Tecnologia Tecnologia, "foi oficialmente aprovada e se tornou o primeiro lote de universidades" bonitas ".Posteriormente, foi estabelecido o Centro de Inovação em Tecnologia Hidrológica da Universidade de energia elétrica do norte da China.As plataformas de inovação e os centros de inovação se concentram na pesquisa de tecnologia em torno dos campos de armazenamento eletroquímico de energia, energia de hidrogênio e sua tecnologia de aplicação na rede de energia e promove ativamente o desenvolvimento da indústria nacional de energia de hidrogênio.

Terceiro, devemos promover a construção de uma equipe profissional de energia de hidrogênio.O nível e a escala da indústria de energia de hidrogênio continuaram a fazer avanços.Alguns dias atrás, o major da "ciência e engenharia da energia de hidrogênio" declarado pela North China Electric Power University foi oficialmente incluído no catálogo profissional de graduação de faculdades e universidades em geral, e a disciplina da "ciência da energia de hidrogênio e engenharia" foi incluída em um Nova disciplina interdisciplinar.Essa disciplina levará a engenharia e a engenharia de energia física, a engenharia química e outras disciplinas como tração. .

(Autor: Yang Yongping, o presidente e professor da Universidade de Power Electric North China Electric)