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全球氢战略竞争时代已经开启!美国、欧盟······

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摘  要:新时代氢能源对于国家竞争力的巨大影响越发凸显,欧洲主要国家、美国等纷纷开展制氢项目以满足能源需求,本文将介绍近两年为实现2050年净零排放目标,各国在电力脱碳化和氢能利用方面所采取的具体对策及氢能战略。

关键字:氢能、电力脱碳化、水电解制氢、核能制氢、SMR制氢、绿氢

 

 

美国、欧盟(EU)、加拿大、英国、日本等主要国家宣布了到2050年实现温室气体净零排放的目标。为实现该目标,各国在电力脱碳化和氢能利用方面倾注心力。

 

由化石燃料燃烧产生的二氧化碳(CO2)占温室效应气体的绝大部分,其在全球各领域的排放量比例分别为:发电和热部门44%;以汽车为主的运输部门26%;工业部门19%(图1左图)。若能将发电领域的燃料转换为可再生能源和核能,则有望实现在CO2排放量中占据很大比例的发电行业的脱碳。

 

1-2(图1).png

 

在运输行业中,电动化能够实现乘用车的脱碳,但要实现无法搭载大重量电池的飞机以及长距离卡车的电动化需要蓄电池的巨大创新。一个解决方法是在难以实现电动化的情况下利用氢能。使用利用氢能的燃料电池、或者利用氢和从大气中回收的CO2制造的合成燃料(e-fuel)。而且,在利用化石燃料的工业部门,也计划在难以电动化的领域利用氢来代替化石燃料。

 

美国和法国均开始利用核能发电制造清洁氢

 

过去的2021年,以欧美为中心出台了许多氢能利用的具体对策。例如,欧洲主要国家已开始广泛使用氢燃料电池列车代替柴油机车;高炉炼铁行业作为能源密集型产业的代表,为实现脱碳化,也已经开始实际利用氢能。

 

欧洲主要国家、美国等国家纷纷开展制氢项目以满足能源需求。水电解制氢技术利用不排放CO2的电力,因此备受关注。美国、法国政府等明确表示将利用核电作为制氢用电。去年8月至10月,美国能源部(DOE)决定向建设在纽约州和亚利桑那州的现有核电站附近的电解水工厂发放补助金。

 

去年10月,法国总统马克龙宣布,将新建小型模块化反应堆(SMR),并利用核电进行水电解来制造氢气。绿氢是指利用可再生能源进行电解水而制造的氢,而美国政府和马克龙总统均将利用核能制造的氢也称为清洁氢或绿氢。

 

日本企业正在推进由澳大利亚褐煤制氢并捕捉排放的CO2的项目,并将在澳大利亚制造的氢液化或以氨的形式运输到日本。但是,与在氢的需求地建设电解水制氢设备的地产地销方式相比,该项目需要较高的运输成本,因此在成本方面可能缺乏竞争力。日本应该推进的制氢主体是,通过在需要氢的工业地带等设置SMR和电解工厂来实现氢的地产地销,促进地区经济和就业。

 

将引入欧洲的氢动力列车

 

根据欧洲环境局(EEA)公布的不同运输手段的CO2排放量可知,搭载1人1公里(km)的CO2排放量分别为:飞机160g、小汽车143g、公交车80g、船舶61g、铁路33g。另外,运输1吨货物的CO2排放量分别为:飞机1036g、重卡137g、运输船33g、铁路24g、海运7g。

 

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