中國儲能網(wǎng)訊：聚焦碳達峰碳中和“一個中心”，儲能、氫能“兩個支撐點”，加快以創(chuàng)新為引領的綠色化、數(shù)智化、融合化“一創(chuàng)三轉”的探索實踐，“能知道”系列科普融媒體作品持續(xù)上新。今天，中國能建華北院工程師帶你了解被視為21世紀潛在的“終極能源”——氫能的奧秘。
從氫能源汽車到氫能電站，氫能近年來備受關注。作為一種綠色、高效的新型能源，氫能被視為21世紀潛在的“終極能源”。
簡單來說，氫能像一支碳的“消除筆”，能廣泛應用于能源生產(chǎn)、運輸、消費各個環(huán)節(jié)。
01.氫能為什么是潛在“終極能源”？
不同于煤炭石油天然氣等化石燃料可以直接從地下開采，氫氣來自于水、化石燃料等含氫物質，在地球上主要以化合物形式存在，屬于二次能源，可以存在于能源生產(chǎn)、輸送和消費等各環(huán)節(jié)。
氫氣和氧氣可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，也可以通過燃料電池轉化為電能。
氫燃燒后的產(chǎn)物只有水，是最佳碳中和能源載體，可應用于發(fā)電、供熱、交通等領域，具有零污染、熱值高、可儲存、儲量足、應用廣等優(yōu)點，在應對氣候變化和推動碳減排中起到重要作用。
氫能利用過程的反應
同時，氫的儲能屬性使其具備跨時間和空間靈活應用的潛力，能與可再生能源有效銜接，助力可再生能源消納。
氫能逐步替代傳統(tǒng)能源愿景圖
氫氣可在化石能源和可再生能源之間起到橋梁和紐帶作用，既可替代化石能源的直接消耗，促進終端能源消費的清潔化，也可以作為可再生能源發(fā)展的緩沖器，避免可再生能源不穩(wěn)定性對能源體系帶來的沖擊。在“碳達峰、碳中和”背景下，氫能產(chǎn)業(yè)迎來了重要發(fā)展機遇。
02.氫能的類別及應用
根據(jù)原料來源和生產(chǎn)方式不同，氫能可分為綠氫、藍氫、灰氫。
灰氫，指的是以煤等化石原料制成的氫氣。如果在制取灰氫的同時進行碳捕捉、利用與儲存，得到的氫氣便是藍氫。而由可再生能源制備的就是綠氫。
由可再生能源發(fā)電、水電解技術得到的綠氫，經(jīng)過管道或罐車運輸至氫用戶，可作為能源用于燃料電池或發(fā)電廠發(fā)電。
其中，燃料電池通過電化學反應將氫氣的化學能轉化為電能，而發(fā)電廠則通過直接燃燒產(chǎn)生動力。此外，氫氣還可用作化工項目的原料氣和冶金項目的還原劑。
交通
加氫站、燃料電池交通工具
發(fā)電
固定式燃料電池發(fā)電、天然氣摻氫/純氫燃機
工業(yè)
氫冶金、化工原料、燃料
03.中國能建的氫能一體化解決方案
我國是第一產(chǎn)氫大國，氫能正面臨前所未有的發(fā)展機遇。但同時，氫能整體發(fā)展仍處于初期階段，面臨著綠電制氫波動大、儲存運輸成本高、氫氣安全風險高等難題。
中國能建創(chuàng)新提出風光發(fā)電+水電解制氫+儲氫+綠色化工的最佳規(guī)模配置一體化解決方案，可有效解決綠氫制取過程中存在的諸多技術難點，經(jīng)鑒定已達到國際先進水平，并在多個項目中付諸實踐。
松原氫能產(chǎn)業(yè)園（綠色氫氨醇一體化）項目
松原氫能產(chǎn)業(yè)園（綠色氫氨醇一體化）項目是全球最大體量的綠色氫氨醇一體化項目，由中國能建投資建設，規(guī)劃年產(chǎn)綠氫11萬噸，綠氨/醇60萬噸，配套建設電解槽裝備制造生產(chǎn)線、綜合加能站，設立氫能研究院，基本涵蓋制氫、儲氫、運氫、加氫、氫能化工、氫能裝備全產(chǎn)業(yè)鏈條。項目一期建設內容包括：800兆瓦風電光伏新能源、年產(chǎn)4.5萬噸電解水制氫裝置、20萬噸級柔性合成氨裝置和2萬噸綠色甲醇裝置。
甘肅酒泉風光氫儲及氫能綜合利用一體化示范項目
甘肅酒泉風光氫儲及氫能綜合利用一體化示范工程，由中國能建投資建設，華北院設計，規(guī)劃建設綠氫年產(chǎn)量1.7萬噸、綠色合成氨年產(chǎn)量3.9萬噸以及配套工程，總投資76.25億元，其中一期規(guī)劃建設高壓氣態(tài)氫年產(chǎn)7000噸、液氫年產(chǎn)量330噸、合成氨裝機2萬噸并配套建設風電85兆瓦、光伏130兆瓦，一期投資23億元。項目建成后將成為甘肅省首個集氣態(tài)和液態(tài)綠氫、綠色合成氨于一體的氫能綜合利用項目。
埃及蘇伊士運河區(qū)綠氫項目
該項目由中國能建參與投資建設，包含風光發(fā)電、電力輸送、水電解制儲氫、綠色化工（合成氨）四大部分，計劃建設21.6萬噸/年產(chǎn)能的風光發(fā)電、水電解制氫工廠，配套120萬噸/年合成綠氨項目，將充分發(fā)揮埃及風光資源優(yōu)勢，助力埃及建成中東北非區(qū)域內的能源中心。
大型堿性電解水制氫機組穩(wěn)暫態(tài)特性試驗檢測平臺項目
該項目是清華大學與中國能建合作的重點科技項目，同時也是大型堿性電解水制氫機組（8兆瓦級）穩(wěn)暫態(tài)特性試驗檢測的重要實證項目。工程為獲取大型電解水制氫設備關鍵參數(shù)提供了一手數(shù)據(jù)，為電解水制氫系統(tǒng)的集成優(yōu)化和控制策略研究提供了模型支撐，為實現(xiàn)大型電解水制氫系統(tǒng)的本質安全提供了關鍵參考。
我國已正式將氫能納入能源戰(zhàn)略體系，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展將進入新的歷史時期.相信在不久后隨著應用逐漸成熟，氫能將改變社會的用能方式，助力構建零碳社會！
