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綠電制氫—能源轉型的技術前景

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年07月14日  

導讀:國際可再生能源署IRENA《可再生能源發電制氫:能源轉型的技術前景》的中文報告于近日發布。


報告充分闡述了基于可再生能源電力制氫(以下簡稱“綠電制氫”)的技術與發展現狀、應用模式與前景,以及相關政策建議等,為充分發揮可再生能源在能源轉型中的推動作用提供了更全面的路徑支撐。由于報告英文版已于此前發布且頗受關注,此處僅擇其一二亮點略加闡述,為讀者參考。


首先,對于綠電制氫在能源轉型中的作用和地位,報告開篇便做了詳細論述,可概括為如下三點:


直接電氣化的有益補充,彌補能源轉型深度脫碳化的“缺失環節”;


“天然氣管網綠化”的有效途徑,延緩天然氣基礎設施的退役;


靈活性資源的潛在價值,促進波動性可再生能源VRE高比例接入。


深度脫碳體現了能源轉型的根本要求,而根據IRENA的相關研究,約有三分之一的能源相關排放尚缺乏經濟上可行的深度脫碳方案。這些排放主要來源于重型的工業和交通運輸部門,如下圖所示:


圖1 2015年按行業劃分的全球能源相關CO2排放量


而綠電制氫可以廣泛地應用于工業、建筑、電力、交通等多個部門,從而彌補能源轉型中的這一“缺失環節”,促進部門間的耦合和協調。其技術路徑如下圖所示。報告第三章例舉了大量綠電制氫在全球的應用案例,包括在交通運輸部門、工業部門、能源部門的應用,如在交通部門例舉了燃料電池汽車(FCEV)在重載車中的商業化應用,阿爾斯通首批氫動力列車在德國的部署,以及燃料電池推進的小型螺旋槳飛機在德國的示范應用等。


圖2 通過氫氣將VRE整合到終端使用中


因此,電制氫深度脫碳的價值不是對電氣化的取代,而是一種有益的補充,即可視其為間接電氣化的一種有效手段。


此外,報告還對綠電制氫的主要技術——堿性(ALK)電解裝置、質子交換膜(PEM)電解裝置以及SOEC等——進行了技術和成本的比較分析,相關內容參見報告第二章,在此不做贅述。


最后,報告展望了未來綠電制氫的產業發展模式,同時為政策制定提出了一些切實建議,如短期看可積極推動綠電制氫認證與補貼機制、天然氣管網入網補償機制等,長期看可積極推動跨地區輸送的綠電制氫產業鏈條,如澳大利亞綠電制氫的跨洋出口等,相關供應鏈如下圖所示。


圖3 未來氫供應鏈的潛在產能提升模式


此外,報告總結了該行業在價值鏈的每一步所面臨的關鍵挑戰,并提出了一整套的政策措施以克服這些挑戰,如下圖所示。


圖4 電力制氫面臨的關鍵挑戰及其可用措施的概覽


當然,綠電制氫價值的發揮離不開相關技術的進步和成本的降低。而這也是該系列報告下一階段關注的重點,即綠電制氫與其他制氫技術在不同地區的開發成本比較,以及綠電制氫和生物天然氣等在終端能源市場的競爭力比較等,Emanuele也非常希望與國內業界同行共同探討和分享相關知識和經驗。




原標題:IRENA《可再生能源發電制氫:能源轉型的技術前景》中文報告導讀


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