风、光、氢绿色低碳新能源体系

 

　　氢，元素周期表中的1号元素，广泛存在于空气、水、矿物燃料和各类碳水化合物中。氢气的燃烧值很高，燃烧同等质量的氢气所放出的热量是天然气的2.56倍，普通汽油的2.95倍，且不会产生对有害的污染物。氢能被认为是21世纪最具发展潜力的一种二次清洁能源。当今，氢的制取、储存、运输、应用技术成为全球关注的焦点。

 

　　根据氢气制取过程的碳排放强度，氢气被分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”。“灰氢”是指通过化石燃料产生的氢气，在生产过程中有大量的二氧化碳排出，当前“灰氢”处于氢气市场的主流位置，约占全球氢气产量的95%左右；“蓝氢”是在“灰氢”的基础上利用碳捕集和封存技术，减少了碳排放，实现低碳制氢；“绿氢”是通过清洁能源发电进行电解水制氢，整个制氢过程零碳排放，被视为制氢的终极目标。目前，我国的氢气来源主要以化石燃料制氢和工业副产氢为主，占比超过80%。在绿色低碳和能源转型的背景下，“绿氢”成为未来的关键氢气来源。目前，制“绿氢”的成本偏高，降低绿电价格、加强技术创新是降低“绿氢”成本的有效手段。

 

　　安全高效的氢储运技术是氢能应用的关键。氢气储存方式主要有气态储氢、液态储氢和固态储氢。氢气的输运方式主要有高压气态长管拖车运输、液氢槽罐车运输以及管道运输。当前，我国以高压气态储氢、长管拖车运输为主，适用于少量氢气、短距离运输的需要。管道输氢是实现氢气的大规模、长距离、安全经济的理想运输方式。液态储氢是在标准大气压下，将氢气冷冻至-253℃以下变为液体，然后将其保存在特制的真空绝热容器中。液态氢主要用于航天及军事领域，能耗较高。固态储氢是用一种固态的介质与氢气发生化学反应，从而存储氢气，在需要时释放出来，具有体积储氢密度高、安全性好、可长时存储、解决“绿电”与“绿氢”灵活转换的优势，但是现在尚处于技术攻关阶段。

 

　　氢能的用途广泛，是重要的工业原料和能源介质，被广泛应用于工业、交通和能源等领域。作为一种重要的工业原料，“绿氢”可用于替代化石燃料作为冶金、水泥和化工等工业领域的还原剂，消耗规模巨大。在建筑领域作为高品质热源，减少煤炭、天然气等化石能源的消耗；交通被视为氢能应用的先导领域，以氢燃料电池为动力，应用于汽车、船舶、铁路、航空等交通应用场景，实现使用端的零碳排放。在能源领域，氢能具备能源和储能的特点，助力可再生能源消纳和大规模、长周期的储能，用于发电调峰，解决了风光电不稳定的问题，提高了电网系统的灵活性和可靠性，从而保障能源安全和稳定。

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