據天然氣世界(Natural Gas World)5月5日消息，挪威可再生能源公司Nel的一個部門表示，該公司收到一份購買2兆瓦電解槽的訂單，該電解槽將支持瑞士的綠色氫基礎設施。Nel銷售與市場營銷區域副總裁雷蒙德·施密德表示：“這是開發商業綠色氫基礎設施所取得的新里程碑，這清晰地表明，重型車輛用氫如今已成為現實。”


在全球邁向碳中和進程中，氫能將發揮重要作用。國際智庫能源轉型委員會在4月27日發表的一份報告中說，全球經濟2050年前要實現溫室氣體凈零排放，每年需要消耗5億到8億噸的清潔氫，這是目前市場規模的5到7倍。


氫可以作為原料和燃料，還可以作為儲能介質，在工業、交通、建筑等眾多領域應用前景廣闊，尤其是在儲能、高耗能工業、以及重型車輛、航運、航空航天燃料等領域有著其他能源無可比擬的優勢，對實現碳中和至關重要。


首先，氫氣是一種極好的能量存儲介質。風電、水電、光伏等可再生能源雖然零排放，但存在隨機性、波動性問題，棄電現象難以避免，造成能源浪費。國家能源局數據顯示，2020年，全國主要流域棄水電量約301億千瓦時，全國棄風電量約166億千瓦時，全國棄光電量52.6億千瓦時。如此巨大的棄電量，如若制備成綠氫儲存，為氫能體系供能，對于節能減排具有非常大的意義。


雷斯塔能源發布報告稱，目前1兆瓦以上的綠色制氫裝機超過60吉瓦，其中87%是吉瓦級項目，這意味著商業化大規模可再生能源制氫正在加速普及。與此同時，可再生能源制氫也在逐步下降。彭博新能源財經預測，到2030年，綠氫的成本預計將低于藍氫;到2050年，它的成本甚至將低于“更臟”的灰氫。


其次，氫能在鋼鐵、冶金、水泥等高耗能工業減排上有著巨大的發展機遇。這些工業既是碳排放大戶(占全球工業碳排放的45%)，又是深度減碳的難點?？稍偕茉措姎饣侄沃荒芙档透吆哪墚a業中低位熱能那部分碳排放，而這部分只占20%左右。80%的碳排放因原料和高位熱能而產生，電氣化目前還是無能為力。


傳統的碳冶金中碳、氮、硫氧化物排放本質上不可避免，仍然較高，而氫冶金有望實現零排放。為進一步解決鋼鐵行業碳排放問題，世界各國鋼鐵企業紛紛開展氫冶金研究。日本2008年啟動了150億日元COURSE50氫冶金項目，德國、瑞典等國隨后紛紛跟進。國內氫冶金強力跟進，蓄勢待發。4月底，內蒙古賽思普公司投資10.9億元的國內首條氫基熔融還原高純生鐵生產線正式建成。氫冶金或成為鋼鐵行業發展新趨勢，助力碳中和目標達成。


最后，氫作為燃料在長距離運輸的重卡、航運、航空航天等領域有很大競爭優勢。與鋰電池相比，氫燃料電池有能量密度高、續航里程長、負載能力強和加氫快等優勢，更適合長距離、重載荷運輸領域的重型卡車。與氫能乘用車相比，氫能在卡車領域已實現彎道超車。此外，重卡是交通領域排放大戶，氫動力是重卡實現減排的重要且有前景的方法。


在布局上，去年一季度，美國燃料電池重卡技術路線圖重磅出世，緊接著歐洲發布燃料電池重卡聯合聲明。近年，日本、韓國的汽車企業在開發氫燃料重卡上舉措頻頻。而早在2017年7月，中國重汽就推出了國內首臺重卡產品——氫燃料港口牽引車。氫動力重卡或將成為氫能應用經濟性和產業化的重要突破口。中國工程院院士干勇表示，在國內的主要港口大量密集地使用氫能重卡，加氫站的建設規模就可以擴大，成本也會在規模效應下得以降低。


在航運領域，世界銀行發布的最新報告顯示，氨和氫是零碳船用燃料，最有可能成為航運業未來脫碳的主要貢獻者。這是分析一系列不同的零碳候選燃料(包括生物燃料、氫、氨和合成碳基燃料)各自有利特性后綜合得出的結論。殼牌同樣指出，氫燃料電池作為零排放技術，最有可能幫助航運業在2050年前實現凈零排放。殼牌4月21日表示，正在與合作伙伴進行可行性研究，以試驗在新加坡的船舶上使用氫燃料電池。


氫氣是自然界中最輕的氣體，而且能量密度是汽油的3倍。這一特點使氫氣特別適合應用在航空航天領域。早在20世紀40年代，氫氣就已經應用于火箭發動機的液體推進劑。目前，一種被稱為“固態氫”的新材料已經被開發出來。此外，氫燃料有望在航空脫碳戰略中發揮關鍵作用。早在2008年，美國波音公司就已成功完成全球首次氫動力飛機的試飛。全球首架商業規模的氫動力飛機去年在英國試飛，空客公司也在布局氫混合動力飛機。


總體來看，氫能尚處在發展初級階段，技術尚不成熟，成本也比較高。但是由于存在上述諸多競爭優勢，氫能在碳中和愿景下顯示出廣闊的應用前景，并將保持快速發展的勢頭。隨著氫能及燃料電池技術進步和規模產業化，氫能成本將迅速下降，應用也將更加廣泛。 中國石油報 　 作者： 李小松