氫能的應用場景十分廣泛,目前氫能主要應用于交通領域、工業(yè)領域、儲能領域以及建筑領域。9月21日,河北省科技廳等舉辦了河北省氫能產業(yè)創(chuàng)新應用場景專場發(fā)布會,發(fā)布了氫燃料電池軌道車輛研應用、氫氣液化存儲及長距離管道運輸、燃料電池固定式發(fā)電系統(tǒng)及技術、高壓氫氣儲運裝備及技術等應用場景,覆蓋氫能全產業(yè)鏈。
作為傳統(tǒng)的工業(yè)原料和新興的燃料能源,隨著政策的支持和技術的發(fā)展,氫能有望在交通、能源、工業(yè)、建筑等領域“多點開花”。
交通領域 應用場景
在交通領域,氫能主要應用在商用車、乘用車、有軌電車、船舶、飛機上,是推進交通領域多元化發(fā)展的動力源。
氫能在交通領域的兩種應用方向,一是氫內燃機,通過直接燒氫來獲取動力,目前大部分的氫能汽車都是汽油和氫氣混合同時燃燒的摻氫汽車,但是由于儲氫系統(tǒng)的限制,在實際運用當中,氫內燃機不管是對比燃料電池還是傳統(tǒng)燃油汽車和鋰電車型目前都沒有里程優(yōu)勢。
而另一應用方向是氫燃料電池,自《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》發(fā)布以來,氫燃料電池就備受關注,我國氫燃料電池汽多是商用車,秉承著氫燃料電池商用車先于乘用車發(fā)展的理念,在政策和補貼的支持下,氫燃料電池汽商用車和客車在技術上和應用上要領先于乘用車。據預測到2035年,我國燃料電池汽車保有量將達到100萬輛左右。2050年燃料電池汽車保有量將達到1000萬輛。
但國內氫燃料電池依然存在技術限制。
工業(yè)領域 應用場景
在工業(yè)領域,氫能將廣泛應用于鋼鐵、化工、石化等行業(yè),替代煤炭、石油等化石能源。在我國“雙碳”政策下,鋼鐵、石化、化工等領域的脫碳正備受關注。
氫冶金應用場景。作為支撐我國國民經濟發(fā)展的基礎性行業(yè)之一,鋼鐵行業(yè)是“雙碳”目標下工業(yè)綠色發(fā)展的重要領域,其碳排放總量占全國的15%左右,是占比最高的制造業(yè)。
氫冶金工藝目前主要有富氫還原高爐與氣基直接還原豎爐兩類工藝。富氫還原高爐工藝是對現有長流程工藝的改進,減碳幅度為10%-20%;氣基直接還原豎爐工藝是直接還原技術,不需要煉焦、燒結、煉鐵等環(huán)節(jié),能夠從源頭控制碳排放,減碳幅度可達50%以上,。
氫化工場景。化工場景中,甲醇和合成氨是氫氣應用規(guī)模最大的兩個領域,全球每年有超過10%的氫氣用于生產甲醇的工藝流程,超過37%的氫氣用于合成氨工藝,發(fā)展綠氫代替灰氫生產綠色化工產品,將有效降低相關領域的碳排放。
在工業(yè)領域中,氫能還有很多其他應用,如煉油過程中,使用氫氣對油品進行加氫裂化、加氫精制等,在水泥煅燒以及陶瓷產業(yè)中使用氫替代化石燃料。
儲能領域 應用場景
在儲能領域中,氫儲能技術被認為是極具潛力的新型大規(guī)模儲能技術,適用于極短或極長時間能量儲備的技術方式。
風力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電是我國發(fā)展的重要領域,但風力、光伏等發(fā)電方式具有隨機性、間歇性及低能量密度特點,大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)電并網加劇了電力系統(tǒng)供需雙重波動性與不確定性。基于“電?氫?電”的轉換過程,可以實現可再生能源與能源消費終端的有效連接,保障可再生能源大規(guī)模、可持續(xù)開發(fā)利用。
建筑領域 應用場景
在建筑領域中,氫能也是作為燃料,在包括天然氣管網摻氫、家庭熱電聯(lián)供、集中式冷熱電三聯(lián)供等方面提供能量。將大規(guī)模風電、光伏制造的氫按一定比例摻入天然氣,并依托現有天然氣管網進行輸送,摻氫天然氣可被直接利用,可以有效解決大規(guī)模可再生能源消納問題。
燃料電池熱電聯(lián)供是指利用燃料電池發(fā)電技術實現向用戶供給電能和熱能的一種能源供給技術,能源綜合利用效率一般高達90%以上,且目前已有多個示范項目落地。如安徽六安國內首座兆瓦級氫能綜合利用示范站,陜西榆林科創(chuàng)新城零碳分布式智慧能源中心示范項目等。
氫能多領域發(fā)展擴寬了氫能產業(yè)的發(fā)展前景,氫能為一些傳統(tǒng)行業(yè)注入了新活力的同時,傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展也促進了氫能產業(yè)的進步,從長遠來看,未來氫能的發(fā)展離不開政策的支持和技術的進步,同時也需要各領域共同推進氫能產業(yè)的發(fā)展。