[Апстрактан]Енергија водоника је врста секундарне енергије са обилним изворима, зеленим и ниским садржајем угљеника, и широком применом.То може помоћи у великој потрошњи обновљиве енергије, остварити смањење вршног нивоа електричне мреже и складиштења енергије у различитим годишњим добима и регионима и убрзати промоцију индустрије, грађевинарства, транспорта и других области ниске емисије угљеника.моја земља има добру основу за производњу водоника и велико тржиште примене, и има значајне предности у развоју енергије водоника.Убрзање развоја индустрије водоничне енергије је важан пут да се помогне мојој земљи да постигне циљ неутрализације угљеника.Пре неколико дана, Национална комисија за развој и реформу и Национална управа за енергетику заједнички су издале „Средњорочни и дугорочни план развоја индустрије водоничне енергије (2021-2035)“.Развој и коришћење енергије водоника покреће дубоку енергетску револуцију.Енергија водоника је постала нова шифра за превазилажење енергетске кризе и изградњу чистог, нискоугљичног, безбедног и ефикасног модерног енергетског система.
Енергетска криза отворила је пут за истраживање развоја и коришћења енергије водоника.
Енергија водоника као алтернативна енергија ушла је у видно поље људи, што се може пратити још од 1970-их.У то време, рат на Блиском истоку је покренуо глобалну нафтну кризу.Да би се отарасиле зависности од увозне нафте, Сједињене Државе су прво предложиле концепт „економије водоника”, тврдећи да би у будућности водоник могао да замени нафту и постане главна енергија која подржава глобални транспорт.Од 1960. до 2000. године, горивна ћелија, важно средство за коришћење енергије водоника, брзо се развијала, а њена примена у ваздухопловству, производњи електричне енергије и транспорту у потпуности је доказала изводљивост енергије водоника као секундарног извора енергије.Индустрија енергије водоника је ушла у низак пад око 2010. године.Али пуштање Тојотиног „будућег“ возила на горивне ћелије 2014. изазвало је још један процват водоника.Након тога, многе земље су сукцесивно објавиле стратешке руте за развој енергије водоника, углавном се фокусирајући на производњу енергије и транспорт како би промовисале развој енергије водоника и индустрије горивних ћелија;ЕУ је објавила Стратегију ЕУ за водоничну енергију 2020. године, са циљем да промовише енергију водоника у индустрији, транспорту, производњи електричне енергије и другим применама у свим областима;2020. године, Сједињене Државе су објавиле „План развоја водоничне енергије“, формулисале су бројне кључне техничке и економске индикаторе и очекивале су да ће постати тржишни лидер у ланцу индустрије водоничне енергије.До сада су земље које чине 75% глобалне економије покренуле политике развоја енергије водоника како би активно промовисале развој енергије водоника.
У поређењу са развијеним земљама, индустрија водоничне енергије у мојој земљи је још увек у почетној фази развоја.Последњих година моја земља је посветила више пажње индустрији водоничне енергије.У марту 2019. године, енергија водоника је по први пут уписана у „Извештај о раду Владе“, убрзавајући изградњу објеката као што су пуњење и хидрогенација у јавном власништву;Укључено у категорију енергије;у септембру 2020. године, пет одељења, укључујући Министарство финансија, Министарство индустрије и информационих технологија, заједнички ће спровести демонстрациону примену возила на горивне ћелије и наградити градске агломерације које испуњавају услове за индустријализацију и демонстрационе примене кључних основних технологија возила на горивне ћелије ;У октобру 2021, Централни комитет Комунистичке партије Кине и Државни савет издали су „Мишљења о потпуно тачној примени новог концепта развоја и добром послу у неутрализацији угљеника“ како би координирали развој читавог ланца водоничне енергије „производња-складиштење-пренос-употреба”;У марту 2022. године, Национална комисија за развој и реформе издала је „Средњорочни и дугорочни план развоја индустрије водоничне енергије (2021-2035)“, а енергија водоника је идентификована као важан део будућег националног енергетског система и кључ за реализацију зелене и ниско-карбонске трансформације терминала који користе енергију.Важан носилац, индустрија водоничне енергије је идентификована као стратешка индустрија у настајању и кључни правац развоја будуће индустрије.
Последњих година, индустрија водоничне енергије у мојој земљи се брзо развила, у основи покривајући цео ланац производње-складишта-преноса-употребе водоника.
Узводно у ланцу индустрије водоничне енергије је производња водоника.моја земља је највећи светски произвођач водоника, са капацитетом производње водоника од око 33 милиона тона.Према интензитету емисије угљеника из процеса производње, водоник се дели на „сиви водоник“, „плави водоник“ и „зелени водоник“.Сиви водоник се односи на водоник који се производи сагоревањем фосилних горива, а током производног процеса биће много емисија угљен-диоксида;плави водоник је заснован на сивом водонику, применом технологије хватања и складиштења угљеника да би се постигла производња водоника са ниским садржајем угљеника;зелени водоник се производи обновљивим изворима енергије као што је соларна енергија и енергија ветра се користи за електролизу воде за производњу водоника, а у процесу производње водоника нема емисије угљеника.Тренутно, у производњи водоника у мојој земљи доминира производња водоника на бази угља, која чини око 80%.У будућности, како трошкови производње енергије из обновљивих извора буду и даље опадали, удео зеленог водоника ће се повећавати из године у годину, а очекује се да ће достићи 70% 2050. године.
Средњи ток ланца индустрије водоничне енергије је складиштење и транспорт водоника.Технологија складиштења и транспорта гаса под високим притиском је комерцијализована и представља најобимнији метод складиштења и транспорта енергије водоника.Приколица са дугим цевима има високу флексибилност транспорта и погодна је за транспорт водоника на кратке удаљености и мале запремине;Складиштење течног водоника и складиштење водоника у чврстом стању не захтевају посуде под притиском, а транспорт је згодан, што је правац складиштења и транспорта енергије водоника великих размера у будућности.
Низводно од ланца индустрије водоничне енергије је свеобухватна примена водоника.Као индустријска сировина, водоник се може широко користити у нафтној, хемијској, металургији, електроници, медицини и другим областима.Поред тога, водоник се такође може претворити у електричну енергију и топлоту кроз водоничне горивне ћелије или водоничне моторе са унутрашњим сагоревањем., који може да покрије све аспекте друштвене производње и живота.Очекује се да ће до 2060. године потражња за водоничном енергијом у мојој земљи достићи 130 милиона тона, од чега доминира индустријска потражња, која чини око 60%, а сектор транспорта ће се проширити на 31% из године у годину.
Развој и коришћење енергије водоника покреће дубоку енергетску револуцију.
Енергија водоника има широку примену у многим областима као што су транспорт, индустрија, грађевинарство и електрична енергија.
У области транспорта, даљинског друмског транспорта, железнице, ваздухопловства и поморства, енергију водоника сматрају једним од важних горива за смањење емисије угљеника.У овој фази мојом земљом углавном доминирају аутобуси са водоничним горивним ћелијама и тешки камиони, чији број прелази 6.000.Што се тиче одговарајуће пратеће инфраструктуре, моја земља је изградила више од 250 станица за допуну водоником, што чини око 40% глобалног броја, и заузима прво место у свету.Према подацима које је објавио Организациони комитет Зимских олимпијских игара у Пекингу, ове Зимске олимпијске игре ће демонстрирати рад више од 1.000 возила са водоничним горивим ћелијама, опремљених са више од 30 станица за допуну водоника, што је највећа демонстрациона примена возила на горивне ћелије у свет.
Тренутно, област са највећим уделом примене енергије водоника у мојој земљи је индустријска област.Поред својих својстава енергетског горива, енергија водоника је такође важна индустријска сировина.Водоник може заменити кокс и природни гас као редукциони агенс, који може елиминисати већину емисија угљеника у процесима производње гвожђа и челика.Употреба обновљиве енергије и електричне енергије за електролизу воде за производњу водоника, а затим за синтетизу хемијских производа као што су амонијак и метанол, доприноси значајном смањењу угљеника и емисији у хемијској индустрији.
Интеграција енергије водоника и зграда је нови концепт зелене градње који се појавио последњих година.Грађевинарство треба да троши много електричне и топлотне енергије, и наведено је као три највећа „домаћинства која троше енергију“ у мојој земљи заједно са областима саобраћаја и индустријском индустријом.Ефикасност производње чисте енергије водоничних горивних ћелија је само око 50%, док укупна ефикасност комбиноване топлоте и енергије може достићи 85%.Док водоничне горивне ћелије производе електричну енергију за зграде, отпадна топлота се може повратити за грејање и топлу воду.Што се тиче транспорта водоника до терминала у зградама, водоник се може мешати са природним гасом у уделу мањим од 20% уз помоћ релативно комплетне кућне мреже гасовода за природни гас и транспортовати до хиљада домаћинстава.Процењује се да ће се 2050. године 10% глобалног грејања зграда и 8% енергије у зградама снабдевати водоником, смањујући емисију угљен-диоксида за 700 милиона тона годишње.
У области електричне енергије, услед нестабилности обновљиве енергије, енергија водоника може постати нови облик складиштења енергије кроз конверзију електрична енергија-водоник-електрична енергија.Током периода ниске потрошње електричне енергије, водоник се производи електролизом воде са вишком обновљиве енергије и складишти у облику гасовитих, нискотемпературних течних, органских течних или чврстих материјала под високим притиском;у вршним периодима потрошње електричне енергије, ускладиштени водоник пролази кроз гориво Батерије или водоничне турбинске јединице генеришу електричну енергију, која се напаја у јавну мрежу.Скала складиштења енергије водоника је већа, до 1 милион киловата, а време складиштења је дуже.Сезонско складиштење се може реализовати према излазној разлици сунчеве енергије, енергије ветра и водних ресурса.У августу 2019. године, у Лу'ану, у провинцији Анхуи, покренут је први пројекат складиштења енергије водоника у мегаватима у мојој земљи и успешно је повезан на мрежу за производњу електричне енергије 2022. године.
Истовремено, електро-водоничка спрега ће такође играти важну улогу у изградњи модерног енергетског система у мојој земљи.
Из перспективе чисте и ниске емисије угљеника, електрификација великих размера је моћно средство за смањење угљеника у многим областима у мојој земљи, као што су електрична возила у области транспорта која замењују возила на гориво, и електрично грејање у грађевинарству које замењује традиционално грејање бојлерима .Међутим, још увек постоје неке индустрије у којима је тешко постићи смањење угљеника директном електрификацијом.Најтеже индустрије укључују челик, хемикалије, друмски транспорт, бродарство и авијацију.Енергија водоника има двострука својства енергетског горива и индустријске сировине и може играти важну улогу у горе наведеним пољима која је тешко дубоко декарбонизирати.
Из перспективе безбедности и ефикасности, прво, енергија водоника може промовисати развој већег удела обновљиве енергије и ефективно смањити зависност моје земље од увоза нафте и гаса;Регионални биланс снабдевања и потрошње енергије у мојој земљи;поред тога, смањењем цене електричне енергије из обновљивих извора, биће побољшана економија зелене електричне енергије и енергије зеленог водоника, те ће бити широко прихваћени и коришћени у јавности;енергија водоника и електрична енергија, као енергетска чворишта, су више Лако је спојити различите изворе енергије као што су топлотна енергија, хладна енергија, гориво итд., да би се заједнички успоставила међусобно повезана модерна енергетска мрежа, формирао високо отпоран систем снабдевања енергијом и побољшати ефикасност, економичност и сигурност система снабдевања енергијом.
Развој индустрије водоничне енергије у мојој земљи и даље се суочава са изазовима
Производња зеленог водоника са ниском ценом и ниском емисијом је један од важних изазова са којима се суочава индустрија енергије водоника.Под претпоставком да се не додају нове емисије угљеника, решавање проблема извора водоника је премиса развоја индустрије водоничне енергије.Производња водоника из фосилне енергије и производња водоника индустријских нуспроизвода су зрели и исплативи, и остаће главни извор водоника у кратком року.Међутим, резерве фосилне енергије су ограничене и још увек постоји проблем емисије угљеника у процесу производње водоника;производња индустријског нуспроизвода производње водоника је ограничена и удаљеност доводног зрачења је кратка.
Дугорочно гледано, производњу водоника из водене електролизе је лако комбиновати са обновљивом енергијом, има већи потенцијал, чистија је и одрживија и представља најпотенцијалнију методу снабдевања зеленим водоником.Тренутно је технологија алкалне електролизе у мојој земљи блиска међународном нивоу и главна је технологија у области комерцијалне електролизе, али постоји ограничен простор за смањење трошкова у будућности.Протонска измјењивачка мембранска електролиза воде за производњу водоника је тренутно скупа, а степен локализације кључних уређаја расте из године у годину.Електролиза чврстог оксида је близу комерцијализације на међународном нивоу, али је још увек у фази сустизања у земљи.
Систем ланца снабдевања индустрије водоничне енергије у мојој земљи још увек није завршен и још увек постоји јаз између великих комерцијалних примена.У мојој земљи је изграђено више од 200 хидрогенационих станица, од којих су већина 35МПа гасне хидрогенационе станице, а 70МПа гасовите хидрогенационе станице високог притиска са већим капацитетом складиштења водоника чине мали део.Недостатак искуства у изградњи и раду станица за пуњење течним водоником и интегрисаних станица за производњу и хидрогенацију водоника.Тренутно се транспорт водоника углавном заснива на транспорту гасовитих дугих цеви под високим притиском, а цевоводни транспорт је још увек слаба тачка.Тренутно је километража водоника око 400 километара, а цевовода у употреби свега око 100 километара.Цевоводни транспорт се такође суочава са могућношћу крхкости водоника изазваног истицањем водоника.У будућности је и даље неопходно додатно побољшати хемијска и механичка својства материјала за цевоводе.Значајан напредак је направљен у технологији складиштења течног водоника и технологији складиштења водоника метал-хидрида, али равнотежа између густине складиштења водоника, сигурности и трошкова није решена, и још увек постоји одређени јаз између великих комерцијалних апликација.
Специјализовани систем политике и механизам координације и сарадње са више одељења и више поља још увек нису савршени.„Средњорочни и дугорочни план развоја индустрије водоничне енергије (2021-2035)“ је први план развоја енергије водоника на националном нивоу, али посебан план и систем политике тек треба да се побољшају.У будућности је потребно додатно разјаснити правац, циљеве и приоритете индустријског развоја.Ланац индустрије водоничне енергије укључује различите технологије и индустријске области.Тренутно и даље постоје проблеми као што су недовољна међудисциплинарна сарадња и недовољан механизам међуресорне координације.На пример, изградња станица за пуњење водоником захтева сарадњу више одељења као што су капитал, технологија, инфраструктура и контрола опасних хемикалија.Тренутно постоје проблеми као што су нејасно надлежни органи, потешкоће у одобрењу, а својства водоника су и даље само опасне хемикалије, што представља озбиљну претњу за развој индустрије.велика ограничења.
Верујемо да су технологија, платформе и таленти тачке раста за подршку развоју индустрије водоничне енергије у мојој земљи.
Пре свега, потребно је континуирано унапређивати ниво кључних основних технологија.Технолошке иновације су срж развоја индустрије водоничне енергије.У будућности, моја земља ће наставити да промовише истраживање и развој кључних основних технологија у производњи, складиштењу, транспорту и примени зелене и енергије водоника са ниским садржајем угљеника.Убрзати технолошке иновације горивних ћелија са мембраном за протонску измјену, развити кључне материјале, побољшати главне индикаторе учинка и капацитет масовне производње и наставити да побољшавамо поузданост, стабилност и издржљивост горивних ћелија.Биће уложени напори да се промовише истраживање и развој и производња основних компоненти и кључне опреме.Убрзати побољшање ефикасности конверзије производње водоника из обновљиве енергије и обима производње водоника помоћу једног уређаја, и направити пробој у кључним кључним технологијама у инфраструктурној вези енергије водоника.Наставити са истраживањем основних закона безбедности енергије водоника.Наставите да промовишете напредну технологију енергије водоника, кључну опрему, демонстрационе апликације и индустријализацију главних производа, и изградите висококвалитетни систем развојне технологије за индустрију енергије водоника.
Друго, морамо се фокусирати на изградњу платформе за подршку индустријским иновацијама.Развој индустрије водоничне енергије треба да се фокусира на кључне области и кључне везе, и изгради вишеслојну и разноврсну платформу за иновације.Подржите универзитете, истраживачке институте и предузећа да убрзају изградњу кључних лабораторија и најсавременијих платформи за унакрсна истраживања и спроведу основна истраживања о примени енергије водоника и најновијим технолошким истраживањима.Почетком 2022. године, Национална комисија за развој и реформу и Министарство просвете издали су „Одобрење Извештаја о студији изводљивости о пројекту Иновационе платформе националне технологије складиштења енергије у индустрији и образовању на Универзитету за електричну енергију Северне Кине“, Северне Кине. Пројекат Иновационе платформе за интеграцију индустрије и образовања на националном универзитету за складиштење енергије Званично је одобрен и постао је прва група колеџа и универзитета која је „командовала“.Након тога, званично је основан Центар за иновације у технологији водоничне енергије Универзитета за електричну енергију Северне Кине.Иновациона платформа и центар за иновације фокусирају се на техничка истраживања у областима електрохемијског складиштења енергије, енергије водоника и технологије њене примене у електроенергетској мрежи, и активно промовишу развој националне индустрије водоничне енергије.
Треће, неопходно је промовисати изградњу тима стручњака за водоничну енергију.Технолошки ниво и обим индустрије водоничне енергије наставили су да праве пробоје.Међутим, индустрија водоничне енергије суочава се са великим јазом у тиму талената, посебно са озбиљним недостатком иновативних талената високог нивоа.Пре неколико дана, смер „Наука и инжењерство о енергији водоника“ коју је прогласио Универзитет за електричну енергију Северне Кине званично је уврштен у каталог основних смерова на редовним факултетима и универзитетима, а дисциплина „Наука и инжењерство енергије водоника“ је укључена у нови интердисциплинарни предмет.Ова дисциплина ће обухватити електроенергетику, инжењерску термофизику, хемијско инжењерство и друге дисциплине као вучу, органски интегрисати производњу водоника, складиштење и транспорт водоника, безбедност водоника, енергију водоника и друге курсеве модула енергије водоника, и спровести свеобухватне интердисциплинарне основне и Примењена истраживања.То ће пружити повољну подршку талентима за остваривање безбедне транзиције енергетске структуре моје земље, као и за развој индустрије водоничне енергије и енергетске индустрије моје земље.
Време поста: 16.05.2022