揭密：為何能源轉型的五個挑戰(zhàn)都和氫相關

1、在電力部門增加可再生能源使用比例將加劇供需失衡。

2、為確保供應安全，全球和地方能源基礎設施需要進行重大轉型。

目前，全球約有 30% 的一次能源供應是跨境交易，包括各種能源載體（石油、天然氣、煤炭和電力）。由于世界各地區(qū)可再生能源的生產(chǎn)潛力差異巨大，加上電力的 "可儲存性 "有限，能源交易的需求將持續(xù)存在。一個正常運轉的跨境能源基礎設施對于確保能源供應安全至關重要。一個國家內(nèi)的地區(qū)或城市層面也將發(fā)生變化：集中和分散能源供應的新組合將出現(xiàn)，從而擴大了對調(diào)整能源基礎設施的需求。

氫能可提供成本效益高的清潔能源基礎設施，有助于地方和國家層面的供應安全。通過運輸、管道輸送或卡車運輸，氫氣可以在城市和地區(qū)之間有效地（重新）分配能源。

3、化石燃料對能源系統(tǒng)的緩沖作用將不再足以確保系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

緩沖能力通過保持約占世界年度能源需求總量 15%的儲備來確保能源系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。這種緩沖能力可以吸收供應鏈的沖擊，在國家層面提供戰(zhàn)略儲備，并預測供需失衡。目前，化石能源載體提供了大部分的儲存能力。隨著電氣化程度的提高，這些儲備將不再足以確保為所有終端用戶提供穩(wěn)定的能源供應。

4、一些能源終端用途很難通過電網(wǎng)或蓄電池實現(xiàn)電氣化，特別是在交通領域，但在其他領域也是如此。

在許多領域，即使二氧化碳排放對應的價格非常高，但直接電氣化在技術上仍然具有挑戰(zhàn)性或不經(jīng)濟性。這不僅適用于重型運輸、非電氣化火車、海外運輸和航空運輸，也適用于一些能源密集型產(chǎn)業(yè)。在其他領域，例如輕型汽車，直接電氣化雖然在技術上是可行的，但并不總能滿足續(xù)航里程和充電便利性方面的性能要求。在這些許多（即使不是所有）部門中，技術和/或經(jīng)濟上的障礙阻礙了直接電氣化，氫氣提供了一個可行的解決方案。

用于生產(chǎn)塑料等的化石燃料在焚化爐中燃燒時，會在其生命周期結束時產(chǎn)生（碳）排放。這些延遲排放也需要去碳化。將氫氣與捕獲的碳結合可產(chǎn)生碳氫化合物，作為化工原料對石油和天然氣進行補充。因此，氫還有助于將碳捕集與利用付諸實踐，并使水泥行業(yè)等其他碳密集型行業(yè)實現(xiàn)脫碳。另外化學工業(yè)工程中有許多工藝直接使用氫氣，目前主要來自于天然氣或者煤，基于再生能源制取的氫也可以對這部分灰藍氫進行置換，進一步降低碳排放。

綜上所述，氫氣的特別性質(zhì)使其成為克服能源系統(tǒng)所面臨挑戰(zhàn)的一種有前景的解決方案。如果在電解過程中使用可再生電力，在蒸汽甲烷重整（SMR）過程中使用生物甲烷，或者在蒸汽甲烷重整過程中配備 CCS/CCU 設備，就可以在不產(chǎn)生任何碳足跡的情況下生產(chǎn)氫氣。氫氣的特性使其能夠發(fā)電和/或供熱（通過燃料電池、熱電聯(lián)產(chǎn)裝置 (CHP)、燃燒器或改進型燃氣輪機）。氫氣的化學特性還使其可用作化學工藝的原料，包括生產(chǎn)氨和甲醇。氫燃燒不排放 SO_x 或其他顆粒物，只排放有限的 NO_x。在燃料電池中，例如在汽車中，氫的使用不會產(chǎn)生任何排放物，噪音也比傳統(tǒng)發(fā)動機小。儲存在儲氫罐中的氫氣比同等體積的電池更輕，含有更多的能量（也就是能量密度高），在能源儲存和分配方面具有明顯的優(yōu)勢。(有關氫的更多信息，請參閱附件二 ——氫的基本要素）。

附件一：

來源：氫眼所見

注：已獲得轉載權