[Ágrip]Vetnisorka er eins konar aukaorka með mikla uppsprettu, grænt og lítið kolefni, og víðtæka notkun. Það getur hjálpað til við að neyta endurnýjanlegrar orku í stórum stíl, gera sér grein fyrir stórfelldum hámarksrakstur á raforkuneti og orkugeymslu yfir árstíðir og svæði og flýta fyrir kynningu á iðnaði, byggingu, flutningum og öðrum sviðum kolefnislítið.Landið mitt hefur góðan grunn fyrir vetnisframleiðslu og stóran notkunarmarkað og hefur umtalsverða kosti í þróun vetnisorku.Að hraða þróun vetnisorkuiðnaðarins er mikilvæg leið til að hjálpa landi mínu að ná markmiðinu um kolefnishlutleysi.Fyrir nokkrum dögum gáfu Þróunar- og umbótanefndin og Orkustofnun sameiginlega út „Meðal- og langtímaáætlun um þróun vetnisorkuiðnaðar (2021-2035)“.Þróun og nýting vetnisorku er að hrinda af stað djúpri orkubyltingu. Vetnisorka er orðin ný kóða til að brjóta niður orkukreppuna og byggja upp hreint, kolefnislítið, öruggt og skilvirkt nútíma orkukerfi.
Orkukreppan hefur opnað leið til könnunar á þróun og nýtingu vetnisorku.
Vetnisorka sem varaorka fór inn á sjónsvið fólks sem má rekja aftur til áttunda áratugarins.Á þeim tíma kom stríðið í Miðausturlöndum af stað alþjóðlegri olíukreppu. Til að losna við ósjálfstæði á innfluttri olíu lögðu Bandaríkin fyrst fram hugmyndina um „vetnishagkerfi“ með þeim rökum að í framtíðinni gæti vetni komið í stað olíu og orðið aðalorkan sem styður alþjóðlega flutninga.Á árunum 1960 til 2000 þróaðist efnarafalinn, mikilvægt tæki til nýtingar vetnisorku, hratt og hefur notkun hans í geimferðum, raforkuframleiðslu og flutningum sannað að fullu hagkvæmni vetnisorku sem aukaorkugjafa.Vetnisorkuiðnaðurinn fór í lægð í kringum 2010.En útgáfa „framtíðar“ efnarafalabíls Toyota árið 2014 kveikti enn eina vetnisuppsveiflu.Í kjölfarið hafa mörg lönd gefið út stefnumótandi leiðir fyrir vetnisorkuþróun, aðallega með áherslu á orkuframleiðslu og flutninga til að stuðla að þróun vetnisorku og eldsneytisfrumuiðnaðar; ESB gaf út vetnisorkustefnu ESB árið 2020, sem miðar að því að efla vetnisorku í iðnaði, flutningum, orkuframleiðslu og öðrum notkunum á öllum sviðum; árið 2020 gáfu Bandaríkin út „Þróunaráætlun vetnisorkuáætlunar“, mótuðu fjölda tæknilegra og efnahagslegra lykilvísa og gerðu ráð fyrir að verða markaðsleiðandi í vetnisorkuiðnaðarkeðjunni.Hingað til hafa lönd sem standa undir 75% af hagkerfi heimsins sett af stað stefnu um þróun vetnisorku til að efla þróun vetnisorku á virkan hátt.
Í samanburði við þróuð lönd er vetnisorkuiðnaður lands míns enn á byrjunarstigi þróunar.Á undanförnum árum hefur landið mitt veitt vetnisorkuiðnaðinum meiri athygli.Í mars 2019 var vetnisorka skrifuð inn í „Starfsskýrslu stjórnvalda“ í fyrsta skipti, sem flýtti fyrir byggingu mannvirkja eins og hleðslu og vetnisvæðingu á almenningi; Innifalið í orkuflokknum; í september 2020 munu fimm deildir, þar á meðal fjármálaráðuneytið, iðnaðarráðuneytið og upplýsingatækniráðuneytið, framkvæma í sameiningu sýnikennslu á eldsneytisfrumuökutækjum og umbuna gjaldgengum þéttbýlisstöðum fyrir iðnvæðingu og sýnikennslu á helstu kjarnatækni eldsneytisfrumubifreiða. ;Í október 2021 gáfu miðstjórn kommúnistaflokks Kína og ríkisráðið út „álit um fullkomlega nákvæma útfærslu á nýju þróunarhugmyndinni og að gera gott starf í kolefnishlutleysingu“ til að samræma þróun allrar vetnisorkukeðjunnar. „framleiðslu-geymsla-sending-notkun“; Í mars 2022 gaf Þjóðarþróunar- og umbótanefndin út „Meðal- og langtímaáætlun um þróun vetnisorkuiðnaðar (2021-2035)“, og var vetnisorka skilgreind sem mikilvægur hluti af framtíðarorkukerfi landsins og lykill að því að gera græna og kolefnislítið umbreytingu orkunýtandi skautanna að veruleika. Mikilvægur flutningsaðili, vetnisorkuiðnaðurinn hefur verið skilgreindur sem stefnumótandi vaxandi iðnaður og lykilþróunarstefna framtíðariðnaðarins.
Á undanförnum árum hefur vetnisorkuiðnaður lands míns þróast hratt og nær í rauninni yfir alla keðju vetnisframleiðslu-geymsla-flutnings-notkunar.
Andstreymi vetnisorkuiðnaðarkeðjunnar er vetnisframleiðsla. land mitt er stærsti vetnisframleiðandi í heimi, með vetnisframleiðslugetu upp á um 33 milljónir tonna.Samkvæmt kolefnislosunarstyrk framleiðsluferlisins er vetni skipt í „grátt vetni“, „blátt vetni“ og „grænt vetni“.Grátt vetni vísar til vetnsins sem framleitt er með brennslu jarðefnaeldsneytis og mikil losun koltvísýrings verður í framleiðsluferlinu; blátt vetni er byggt á gráu vetni, beitir kolefnisfanga- og geymslutækni til að ná fram kolefnislítilli vetnisframleiðslu; grænt vetni er framleitt með endurnýjanlegri orku eins og sólarorku og vindorka er notuð til að rafgreina vatn til að framleiða vetni og engin kolefnislosun er í framleiðslu vetnis.Eins og er er vetnisframleiðsla í mínu landi einkennist af vetnisframleiðslu sem byggir á kolum, sem er um 80%.Í framtíðinni, þar sem kostnaður við endurnýjanlega orkuframleiðslu heldur áfram að lækka, mun hlutfall græns vetnis aukast ár frá ári og er gert ráð fyrir að það verði 70% árið 2050.
Miðstreymi vetnisorkuiðnaðarkeðjunnar er vetnisgeymsla og flutningur. Háþrýstilofttegunda geymslu- og flutningstæknin hefur verið markaðssett og er umfangsmesta vetnisorkugeymsla og flutningsaðferðin.Langröra kerruna hefur mikla sveigjanleika í flutningi og hentar fyrir stuttar vegalengdir, lítið magn vetnisflutninga; fljótandi vetnisgeymsla og vetnisgeymsla í föstu formi krefst ekki þrýstihylkja og flutningurinn er þægilegur, sem er stefna stórfelldrar vetnisorkugeymslu og flutnings í framtíðinni.
Aftan við vetnisorkuiðnaðarkeðjuna er alhliða notkun vetnis. Sem iðnaðarhráefni getur vetni verið mikið notað í jarðolíu, efnafræði, málmvinnslu, rafeindatækni, læknisfræði og öðrum sviðum. Auk þess er einnig hægt að breyta vetni í rafmagn og hita í gegnum vetnisefnarafala eða vetnisbrunahreyfla. , sem getur tekið til allra þátta félagslegrar framleiðslu og lífs.Árið 2060 er gert ráð fyrir að vetnisorkuþörf lands míns nái 130 milljónum tonna, þar af ríkjandi eftirspurn í iðnaði, sem nemur um 60%, og flutningageirinn mun stækka í 31% ár frá ári.
Þróun og nýting vetnisorku er að hrinda af stað djúpri orkubyltingu.
Vetnisorka hefur víðtæka notkunarmöguleika á mörgum sviðum eins og flutningum, iðnaði, byggingariðnaði og rafmagni.
Á sviði flutninga, vegasamgöngur, járnbrautir, flug og siglingar líta á vetnisorku sem eitt mikilvægasta eldsneytið til að draga úr kolefnislosun.Á þessu stigi einkennist land mitt aðallega af vetniseldsneytisrútum og þungum vörubílum, en fjöldi þeirra er yfir 6.000.Hvað varðar samsvarandi stuðningsinnviði, hefur landið mitt byggt meira en 250 vetniseldsneytisstöðvar, sem eru um það bil 40% af heimsfjölda, í fyrsta sæti í heiminum.Samkvæmt gögnum frá skipulagsnefnd vetrarólympíuleikanna í Peking munu þessir vetrarólympíuleikar sýna fram á rekstur meira en 1.000 vetniseldsneytisfrumubifreiða, búin meira en 30 vetniseldsneytisstöðvum, sem er stærsta sýnikennsluforritið fyrir efnarafala ökutæki í landinu. heiminum.
Sem stendur er iðnaðarsviðið með stærsta hlutfall vetnisorkunotkunar í mínu landi.Auk orkueldsneytiseiginleika þess er vetnisorka einnig mikilvægt iðnaðarhráefni.Vetni getur komið í stað kóks og jarðgass sem afoxunarefni, sem getur útrýmt mestu kolefnislosun í járn- og stálframleiðslu.Notkun endurnýjanlegrar orku og raforku til að rafgreina vatn til að framleiða vetni, og mynda síðan efnavörur eins og ammoníak og metanól, stuðlar að verulegri minnkun kolefnis og minnkun losunar í efnaiðnaðinum.
Samþætting vetnisorku og bygginga er ný hugmynd um græna byggingu sem hefur komið fram á undanförnum árum.Byggingarsviðið þarf að neyta mikillar raforku og hitaorku og það hefur verið skráð sem þrjú helstu „orkuneysluheimilin“ í mínu landi ásamt samgöngusviði og iðnaðarsviði.Hrein orkuöflunarnýtni vetniseldsneytisfrumna er aðeins um 50%, en heildarnýtni samsettrar varma og orku getur náð 85%. Á meðan vetnisefnaralar framleiða rafmagn fyrir byggingar er hægt að endurheimta úrgangshitann til hitunar og heits vatns.Hvað varðar vetnisflutninga til byggingastöðva er hægt að blanda vetni við jarðgas í minna en 20% hlutfalli með hjálp tiltölulega fullkomins jarðgasleiðslukerfis heimilanna og flytja til þúsunda heimila.Áætlað er að árið 2050 verði 10% af heimshitun bygginga og 8% af orku bygginga afhent með vetni, sem dregur úr losun koltvísýrings um 700 milljónir tonna á ári.
Á sviði raforku, vegna óstöðugleika endurnýjanlegrar orku, getur vetnisorka orðið nýtt form orkugeymslu með raforku-vetni-rafmagni.Á tímum lítillar raforkunotkunar er vetni framleitt með rafgreiningu á vatni með umfram endurnýjanlegri orku og geymt í formi háþrýstilofttegunda, lághita vökva, lífrænna vökva eða fastra efna; á álagstímum raforkunotkunar fer geymt vetnið í gegnum eldsneyti. Rafhlöður eða vetnishverflar framleiða rafmagn sem er veitt inn á almenna netið.Geymslukvarði vetnisorkugeymslu er stærri, allt að 1 milljón kílóvött, og geymslutíminn er lengri. Árstíðabundin geymslu er hægt að gera í samræmi við framleiðslumun sólarorku, vindorku og vatnsauðlinda.Í ágúst 2019 var fyrsta megavatta-skala vetnisorkugeymsluverkefni landsins hleypt af stokkunum í Lu'an, Anhui héraði, og tókst að tengja raforkukerfið til orkuframleiðslu árið 2022.
Á sama tíma mun raf-vetnistenging einnig gegna mikilvægu hlutverki í uppbyggingu nútíma orkukerfis í mínu landi.
Frá hreinu og kolefnissnauðu sjónarhorni er rafvæðing í stórum stíl öflugt tæki til kolefnisminnkunar á mörgum sviðum í mínu landi, svo sem rafknúin farartæki á flutningasviði sem koma í stað eldsneytisbíla og rafhitun á byggingarsviði sem kemur í stað hefðbundinnar ketilshitunar .Hins vegar eru enn nokkrar atvinnugreinar sem erfitt er að ná kolefnisminnkun með beinni rafvæðingu. Erfiðustu atvinnugreinarnar eru stál, efnaiðnaður, vegaflutningar, siglingar og flug.Vetnisorka hefur tvíþætta eiginleika orkueldsneytis og iðnaðarhráefnis og getur gegnt mikilvægu hlutverki á ofangreindum sviðum sem erfitt er að kolefnislosa djúpt.
Frá sjónarhóli öryggis og skilvirkni, í fyrsta lagi, getur vetnisorka stuðlað að þróun hærra hlutfalls endurnýjanlegrar orku og í raun dregið úr ósjálfstæði lands míns á innflutningi á olíu og gasi; Svæðisbundið jafnvægi á orkuöflun og orkunotkun í mínu landi; að auki, með lækkun raforkukostnaðar endurnýjanlegrar orku, bætist hagkvæmni grænrar raforku og grænnar vetnisorku, og þær verða almennt viðurkenndar og notaðar af almenningi; vetnisorka og rafmagn, sem orkumiðstöðvar, eru fleiri. Það er auðvelt að tengja saman ýmsa orkugjafa eins og varmaorku, kalda orku, eldsneyti o.s.frv., til að koma sameiginlega á samtengdu nútíma orkuneti, mynda mjög seigur orkuveitukerfi og bæta skilvirkni, hagkvæmni og öryggi orkuveitukerfisins.
Þróun vetnisorkuiðnaðar lands míns stendur enn frammi fyrir áskorunum
Framleiðsla á grænu vetni með litlum tilkostnaði og lítilli losun er ein af mikilvægustu áskorunum sem vetnisorkuiðnaðurinn stendur frammi fyrir.Undir þeirri forsendu að bæta ekki við nýrri kolefnislosun er lausn á vanda vetnisuppsprettu forsenda þróunar vetnisorkuiðnaðarins.Vetnisframleiðsla á jarðefnaorku og vetnisframleiðsla á aukaafurðum iðnaðar eru þroskaðar og hagkvæmar og verða áfram aðaluppspretta vetnis til skamms tíma.Hins vegar eru birgðir jarðefnaorku takmarkaðar og enn er kolefnislosun vandamál í vetnisframleiðsluferlinu; framleiðsla á vetnisframleiðslu aukaafurða úr iðnaði er takmörkuð og geislunarvegalengd aðfanga er stutt.
Til lengri tíma litið er auðvelt að sameina vetnisframleiðslu úr rafgreiningu vatns við endurnýjanlega orku, hefur meiri stærðarmöguleika, er hreinni og sjálfbærari og er mögulegasta græna vetnisveitan.Sem stendur er basísk rafgreiningartækni í landinu mínu nálægt alþjóðlegu stigi og er almenn tækni á sviði rafgreiningar í atvinnuskyni, en það er takmarkað svigrúm til að draga úr kostnaði í framtíðinni.Róteindaskiptahimnu rafgreining vatns til vetnisframleiðslu er dýr um þessar mundir og staðsetning lykiltækja eykst ár frá ári.Rafgreining á föstu oxíði er nálægt markaðssetningu á alþjóðavettvangi, en hún er enn á lokastigi innanlands.
veitingakerfi vetnisorkuiðnaðarins í landinu mínu er ekki enn lokið og enn er bil á milli stórfelldra viðskiptaumsókna.Meira en 200 vetnunarstöðvar hafa verið byggðar í mínu landi, flestar eru 35MPa gasvetnunarstöðvar, og 70MPa háþrýstiloftvetnunarstöðvar með stærri vetnisgeymslurými eru lítið hlutfall.Skortur á reynslu af byggingu og rekstri eldsneytisstöðva fyrir fljótandi vetni og samþættra vetnisframleiðslu- og vetnisvæðingarstöðva.Sem stendur er flutningur vetnis aðallega byggður á háþrýstilofttegundum eftirvagnsflutninga með langa slöngu og leiðsluflutningar eru enn veikur punktur.Sem stendur er vegalengd vetnisleiðslu um 400 kílómetrar og leiðslur í notkun eru aðeins um 100 kílómetrar.Flutningur á leiðslum stendur einnig frammi fyrir möguleikanum á vetnisbroti af völdum vetnis sem sleppur út. Í framtíðinni er enn nauðsynlegt að bæta enn frekar efnafræðilega og vélræna eiginleika leiðsluefna.Verulegar framfarir hafa orðið í fljótandi vetnisgeymslutækni og málmhýdríðvetnisgeymslutækni, en jafnvægið milli vetnisgeymsluþéttleika, öryggis og kostnaðar hefur ekki verið leyst og enn er ákveðið bil á milli stórfelldra viðskiptalegra nota.
Sérhæfða stefnukerfið og samhæfingar- og samstarfskerfi margra deilda og margra sviða eru ekki enn fullkomnar.„Meðal- og langtímaáætlun um þróun vetnisorkuiðnaðar (2021-2035)“ er fyrsta vetnisorkuþróunaráætlunin á landsvísu, en enn þarf að bæta sérstaka áætlun og stefnukerfi. Í framtíðinni er nauðsynlegt að skýra frekar stefnu, markmið og forgangsröðun iðnaðarþróunar.Vetnisorkuiðnaðarkeðjan tekur til margs konar tækni og iðnaðarsviða. Sem stendur eru enn vandamál eins og ófullnægjandi þverfagleg samvinna og ófullnægjandi samhæfingarkerfi þvert á deildir.Til dæmis krefst bygging vetniseldsneytisstöðva samstarfs milli deilda eins og fjármagns, tækni, innviða og eftirlit með hættulegum efnum. Sem stendur eru vandamál eins og óljós lögbær yfirvöld, erfiðleikar við samþykki og vetniseiginleikar eru enn aðeins hættuleg efni, sem er alvarleg ógn við þróun iðnaðarins. stórar skorður.
Við trúum því að tækni, vettvangur og hæfileikar séu vaxtarpunktar til að styðja við þróun vetnisorkuiðnaðar lands míns.
Í fyrsta lagi er nauðsynlegt að bæta stöðugt stig helstu kjarnatækni.Tækninýjungar eru kjarninn í þróun vetnisorkuiðnaðarins.Í framtíðinni mun landið mitt halda áfram að stuðla að rannsóknum og þróun helstu kjarnatækni í framleiðslu, geymslu, flutningi og beitingu grænnar og kolefnasnauðrar vetnisorku.Flýttu fyrir tækninýjungum róteindaskiptahimnuefnaeldsneytisfrumna, þróa lykilefni, bæta helstu frammistöðuvísa og fjöldaframleiðslugetu og halda áfram að bæta áreiðanleika, stöðugleika og endingu eldsneytisfrumna.Leitast verður við að efla rannsóknir og þróun og framleiðslu á kjarnaíhlutum og lykilbúnaði.Flýta fyrir endurbótum á umbreytingarskilvirkni vetnisframleiðslu endurnýjanlegrar orku og umfang vetnisframleiðslu með einu tæki og gera bylting í lykilkjarnatækni í innviðatengingu vetnisorku.Halda áfram að stunda rannsóknir á grundvallarlögmálum vetnisorkuöryggis.Halda áfram að efla háþróaða vetnisorkutækni, lykilbúnað, sýningarforrit og iðnvæðingu helstu vara og byggja upp hágæða þróunartæknikerfi fyrir vetnisorkuiðnaðinn.
Í öðru lagi verðum við að einbeita okkur að því að byggja upp stuðningsvettvang fyrir iðnaðar nýsköpun.Þróun vetnisorkuiðnaðar þarf að einbeita sér að lykilsviðum og lykiltengslum og byggja upp fjölþrepa og fjölbreyttan nýsköpunarvettvang.Styðja háskóla, rannsóknastofnanir og fyrirtæki til að flýta fyrir byggingu lykilrannsóknarstofa og háþróaðra þverrannsóknarvettvanga og framkvæma grunnrannsóknir á vetnisorkunotkun og háþróaða tæknirannsóknum.Í ársbyrjun 2022 gáfu Þjóðarþróunar- og umbótanefndin og menntamálaráðuneytið út „Samþykki á hagkvæmnirannsóknarskýrslu um nýsköpunarvettvangsverkefni um samþættingu iðnaðar- og menntakerfis í orkugeymslutækni í Norður-Kína rafmagnsháskóla“, Norður-Kína. Electric Power University National Energy Storage Technology Iðnaður-Menntun Samþætting Nýsköpunarvettvangur verkefni Það var opinberlega samþykkt og varð fyrsta hópur framhaldsskóla og háskóla til að vera „við stjórn“.Í kjölfarið var North China Electric Power University Vetnisorkutækni nýsköpunarmiðstöðin formlega stofnuð.Nýsköpunarvettvangurinn og nýsköpunarmiðstöðin einbeita sér að tæknilegum rannsóknum á sviði rafefnafræðilegrar orkugeymslu, vetnisorku og notkunartækni hennar í raforkukerfinu og stuðla virkan að þróun innlends vetnisorkuiðnaðar.
Í þriðja lagi er nauðsynlegt að stuðla að uppbyggingu teymi sérfræðinga í vetnisorku.Tæknistig og umfang vetnisorkuiðnaðarins hafa haldið áfram að slá í gegn. Hins vegar stendur vetnisorkuiðnaðurinn frammi fyrir stóru bili í hæfileikahópnum, sérstaklega alvarlegum skorti á nýsköpunarhæfileikum á háu stigi.Fyrir nokkrum dögum síðan var „vetnisorkuvísindi og verkfræði“, sem lýst var yfir af North China Electric Power University, opinberlega innifalið í skránni yfir grunnnám í venjulegum framhaldsskólum og háskólum, og „vetnisorkuvísindi og verkfræði“ var innifalin í ný þverfagleg námsgrein.Þessi grein mun taka orkuverkfræði, verkfræði hitaeðlisfræði, efnaverkfræði og aðrar greinar sem grip, lífrænt samþætta vetnisframleiðslu, vetnisgeymslu og flutninga, vetnisöryggi, vetnisorku og önnur vetnisorkunámskeið og framkvæma alhliða þverfaglega grunn- og hagnýtar rannsóknir. Það mun veita hagstæðan stuðning við hæfileika til að gera örugga umskipti á orkuskipulagi lands míns, sem og þróun vetnisorkuiðnaðar og orkuiðnaðar lands míns.
Birtingartími: 16. maí 2022