[Апстракт]Водородната енергија е еден вид секундарна енергија со изобилни извори, зелени и ниски јаглеродни, и широка примена. Тоа може да помогне во големата потрошувачка на обновлива енергија, да се реализира максимално бричење на електричната мрежа и складирање на енергија низ сезоните и регионите и да се забрза промоцијата на индустриските, градежните, транспортните и другите области со ниска содржина на јаглерод.мојата земја има добра основа за производство на водород и голем пазар за примена и има значителни предности во развојот на водородната енергија.Забрзувањето на развојот на индустријата за водородна енергија е важен пат за да и помогнам на мојата земја да ја постигне целта за неутрализација на јаглеродот.Пред неколку дена, Националната комисија за развој и реформи и Националната управа за енергетика заеднички го издадоа „Среднорочен и долгорочен план за развој на водородната енергетска индустрија (2021-2035)“.Развојот и искористувањето на водородната енергија предизвикува длабока енергетска револуција. Водородната енергија стана нов код за разбивање на енергетската криза и изградба на чист, нискојаглерод, безбеден и ефикасен модерен енергетски систем.
Енергетската криза го отвори патот за истражување на развој и искористување на водородната енергија.
Енергијата на водород како алтернативна енергија влезе во видното поле на луѓето, кое може да се следи уште во 1970-тите.Во тоа време, војната на Блискиот Исток предизвика глобална нафтена криза. Со цел да се ослободат од зависноста од увезената нафта, Соединетите држави прво го предложија концептот на „економија на водород“, тврдејќи дека во иднина, водородот може да ја замени нафтата и да стане главната енергија што го поддржува глобалниот транспорт.Од 1960 до 2000 година, горивната ќелија, важна алатка за искористување на водородната енергија, се развиваше брзо, а нејзината примена во воздушната, производството на електрична енергија и транспортот целосно ја докажа изводливоста на водородната енергија како секундарен извор на енергија.Индустријата за водородна енергија влезе во низок одлив околу 2010 година.Но, објавувањето на „идните“ возила со горивни ќелии на Тојота во 2014 година предизвика уште еден водороден бум.Последователно, многу земји сукцесивно објавија стратешки правци за развој на водородната енергија, главно фокусирајќи се на производство и транспорт на енергија за да го промовираат развојот на индустриите за водородна енергија и горивни ќелии; ЕУ ја објави Стратегијата на ЕУ за водородна енергија во 2020 година, со цел да ја промовира водородната енергија во индустријата, транспортот, производството на електрична енергија и други апликации во сите полиња; во 2020 година, Соединетите Држави го објавија „Планот за развој на водородната енергија“, формулираа голем број клучни технички и економски индикатори и се очекуваше да станат лидер на пазарот во синџирот на индустријата за водородна енергија.Досега, земјите кои сочинуваат 75% од глобалната економија започнаа политики за развој на водородната енергија за активно да го промовираат развојот на водородната енергија.
Во споредба со развиените земји, индустријата за водородна енергија во мојата земја е сè уште во почетна фаза на развој.Во последниве години, мојата земја посвети повеќе внимание на индустријата за водородна енергија.Во март 2019 година, водородната енергија за прв пат беше запишана во „Извештајот за работата на Владата“, забрзувајќи ја изградбата на објекти како полнење и хидрогенизација во јавниот домен; Вклучено во категоријата енергија; во септември 2020 година, пет оддели, вклучително и Министерството за финансии, Министерството за индустрија и информатичка технологија, заеднички ќе ја спроведат демонстративната примена на возила со горивни ќелии и ќе ги наградат подобните урбани агломерации за индустријализација и демонстрација на клучните основни технологии на возилата со горивни ќелии Во октомври 2021 година, Централниот комитет на Комунистичката партија на Кина и Државниот совет издадоа „Мислења за целосно прецизно спроведување на новиот концепт за развој и вршење добра работа во неутрализацијата на јаглеродот“ за да го координираат развојот на целиот синџир на водородна енергија „производство-складирање-пренос-употреба“; Во март 2022 година, Националната комисија за развој и реформи го издаде „Среднорочен и долгорочен план за развој на индустријата за водородна енергија (2021-2035)“, а водородната енергија беше идентификувана како важен дел од идниот национален енергетски систем и клуч за реализација на зелена и ниска-јаглеродна трансформација на терминалите што користат енергија. Важен носител, индустријата за водородна енергија е идентификувана како стратешка нова индустрија и клучна насока за развој на идната индустрија.
Во последниве години, индустријата за водородна енергија во мојата земја се развива брзо, во основа покривајќи го целиот синџир на производство-складирање-пренос-употреба на водород.
Нагорно од синџирот на индустријата за водородна енергија е производството на водород. мојата земја е најголемиот светски производител на водород, со капацитет за производство на водород од околу 33 милиони тони.Според интензитетот на емисијата на јаглерод во производниот процес, водородот се дели на „сив водород“, „син водород“ и „зелен водород“.Сивиот водород се однесува на водородот произведен со согорување на фосилни горива и ќе има многу емисии на јаглерод диоксид во текот на производствениот процес; синиот водород се заснова на сив водород, при што се применува технологија за зафаќање и складирање на јаглерод за да се постигне производство на водород со ниска содржина на јаглерод; зелениот водород се произведува од обновливите извори на енергија, како што е сончевата енергија, а енергијата на ветерот се користи за електролиза на водата за производство на водород, а нема емисија на јаглерод во процесот на производство на водород.Во моментов, во производството на водород во мојата земја доминира производството на водород базирано на јаглен, кое изнесува околу 80%.Во иднина, бидејќи трошоците за производство на енергија од обновлива енергија продолжува да се намалуваат, процентот на зелен водород ќе се зголемува од година во година и се очекува да достигне 70% во 2050 година.
Средината на синџирот на индустријата за водородна енергија е складирање и транспорт на водород. Технологијата за складирање и транспорт на гасови под висок притисок е комерцијализирана и е најобемниот метод за складирање и транспорт на водородна енергија.Приколката со долги цевки има висока транспортна флексибилност и е погодна за транспорт на водород на кратки растојанија и мал волумен; складирање на течен водород и складирање на водород во цврста состојба не бараат садови под притисок, а транспортот е удобен, што е насока на складирање и транспорт на водородна енергија од големи размери во иднина.
Низводно на синџирот на индустријата за водородна енергија е сеопфатната примена на водородот. Како индустриска суровина, водородот може широко да се користи во нафта, хемикалии, металургија, електроника, медицински и други области. Покрај тоа, водородот може да се претвори во електрична енергија и топлина преку водородни горивни ќелии или водородни мотори со внатрешно согорување. , кој може да ги опфати сите аспекти на општественото производство и живот.До 2060 година, побарувачката за водородна енергија во мојата земја се очекува да достигне 130 милиони тони, од кои доминира индустриската побарувачка, која сочинува околу 60%, а транспортниот сектор ќе се шири на 31% од година во година.
Развојот и искористувањето на водородната енергија предизвикува длабока енергетска револуција.
Водородната енергија има широки можности за примена во многу области како што се транспортот, индустријата, градежништвото и електричната енергија.
Во областа на транспортот, патниот транспорт на долги растојанија, железницата, авијацијата и поморството ја сметаат водородната енергија како едно од важните горива за намалување на емисиите на јаглерод.Во оваа фаза, во мојата земја главно доминираат автобуси со водородни горивни ќелии и тешки камиони, чиј број надминува 6.000.Во однос на соодветната придружна инфраструктура, мојата земја има изградено повеќе од 250 станици за полнење гориво со водород, што претставува околу 40% од глобалниот број, рангирана на прво место во светот.Според податоците објавени од Организациониот комитет на Зимските олимписки игри во Пекинг, оваа Зимска Олимпијада ќе демонстрира работа на повеќе од 1.000 возила со водородни горивни ќелии, опремени со повеќе од 30 станици за полнење гориво со водород, што е најголемата демонстративна примена на возила со горивни ќелии во светот.
Во моментов, полето со најголем дел од примената на водородната енергија во мојата земја е индустриското поле.Покрај својствата на енергетското гориво, водородната енергија е исто така важна индустриска суровина.Водородот може да го замени коксот и природниот гас како средство за намалување, што може да ги елиминира поголемиот дел од емисиите на јаглерод во процесите на производство на железо и челик.Употребата на обновливи извори на енергија и електрична енергија за електролиза на вода за производство на водород, а потоа синтетизирање на хемиски производи како што се амонијак и метанол, е погодна за значително намалување на јаглеродот и намалување на емисиите во хемиската индустрија.
Интеграцијата на водородната енергија и зградите е нов концепт на зелена градба што се појави во последниве години.Градежното поле треба да троши многу електрична енергија и топлинска енергија, и е наведено како три главни „домаќинства што трошат енергија“ во мојата земја заедно со транспортното поле и индустриското поле.Ефикасноста на чистото производство на енергија на водородните горивни ќелии е само околу 50%, додека вкупната ефикасност на комбинираната топлина и моќност може да достигне 85%. Додека водородните горивни ќелии генерираат електрична енергија за зградите, отпадната топлина може да се поврати за греење и топла вода.Во однос на транспортот на водород до градежните терминали, водородот може да се меша со природен гас во сооднос помал од 20% со помош на релативно комплетна мрежа за гасоводи за природен гас за домаќинствата и да се транспортира до илјадници домаќинства.Се проценува дека во 2050 година, 10% од глобалното греење на зградите и 8% од енергијата на зградите ќе бидат обезбедени од водород, намалувајќи ги емисиите на јаглерод диоксид за 700 милиони тони годишно.
Во областа на електричната енергија, поради нестабилноста на обновливите извори на енергија, водородната енергија може да стане нова форма на складирање на енергија преку конверзија електрична енергија-водород-електрична енергија.За време на периоди на мала потрошувачка на електрична енергија, водородот се произведува со електролиза на вода со вишок обновлива енергија и се складира во форма на гасовити под висок притисок, течности со ниски температури, органски течни или цврсти материјали; за време на пик периоди на потрошувачка на електрична енергија, складираниот водород се пренесува преку гориво Батериите или водородните турбински единици произведуваат електрична енергија, која се внесува во јавната мрежа.Скалата за складирање на складирање на водородната енергија е поголема, до 1 милион киловати, а времето на складирање е подолго. Сезонското складирање може да се реализира според излезната разлика на сончевата енергија, енергијата на ветерот и водните ресурси.Во август 2019 година, првиот проект за складирање на водородна енергија во мојата земја во размер мегават беше лансиран во Луан, провинцијата Анхуи и беше успешно поврзан со мрежата за производство на електрична енергија во 2022 година.
Во исто време, електро-водородната спојка исто така ќе игра важна улога во изградбата на модерен енергетски систем во мојата земја.
Од чиста и нискојаглеродна перспектива, електрификацијата од големи размери е моќна алатка за намалување на јаглеродот на многу полиња во мојата земја, како што се електрични возила во транспортното поле кои ги заменуваат возилата со гориво и електричното греење во градежното поле кое го заменува традиционалното греење на котлите .Сепак, сè уште има некои индустрии кои тешко се постигнуваат намалување на јаглеродот преку директна електрификација. Најтешките индустрии вклучуваат челик, хемикалии, патен транспорт, превоз и авијација.Водородната енергија има двојни својства на енергетско гориво и индустриска суровина и може да игра важна улога во горенаведените полиња кои тешко се длабоко да се декарбонизираат.
Од перспектива на безбедност и ефикасност, прво, водородната енергија може да промовира развој на поголем удел на обновлива енергија и ефикасно да ја намали зависноста на мојата земја од увоз на нафта и гас; Регионалниот биланс на снабдување и потрошувачка на енергија во мојата земја; дополнително, со намалувањето на трошоците за електрична енергија на обновливите извори на енергија, ќе се подобри економијата на зелената електрична енергија и зелената водородна енергија и тие ќе бидат широко прифатени и користени од јавноста; водородната енергија и електричната енергија, како енергетски центри, се повеќе Лесно е да се спојат различни извори на енергија како што се топлинска енергија, ладна енергија, гориво итн., за заеднички да се воспостави меѓусебно поврзана модерна енергетска мрежа, да се формира високо еластичен систем за снабдување со енергија и подобрување на ефикасноста, економичноста и безбедноста на системот за снабдување со енергија.
Развојот на индустријата за водородна енергија во мојата земја сè уште се соочува со предизвици
Производството на зелен водород со ниска цена и ниска емисија е еден од важните предизвици со кои се соочува индустријата за водородна енергија.Под премисата да не се додаваат нови емисии на јаглерод, решавањето на проблемот со изворот на водород е премиса за развој на индустријата за водородна енергија.Производството на водород од фосилна енергија и производството на водород од индустриски нуспроизвод се зрели и исплатливи и ќе останат главен извор на водород на краток рок.Сепак, резервите на фосилна енергија се ограничени и сè уште постои проблем со емисијата на јаглерод во процесот на производство на водород; производството на индустриски нуспроизвод производство на водород е ограничено, а растојанието на доводното зрачење е кратко.
На долг рок, производството на водород од електролиза на вода лесно се комбинира со обновлива енергија, има поголем потенцијал, е почисто и поодржливо и е најпотенцијалниот метод за снабдување со зелен водород.Во моментов, технологијата за алкална електролиза во мојата земја е блиска до меѓународното ниво и е мејнстрим технологија во областа на комерцијалната електролиза, но има ограничен простор за намалување на трошоците во иднина.Електролизата на водата за производство на водород со мембранска размена на протони моментално е скапа, а степенот на локализација на клучните уреди се зголемува од година во година.Електролизата на цврст оксид е блиску до комерцијализација на меѓународно ниво, но сè уште е во фаза на успеси во земјата.
Системот за снабдување со синџири на водородната индустрија во мојата земја сè уште не е завршен и сè уште постои јаз помеѓу големите комерцијални апликации.Во мојата земја се изградени повеќе од 200 станици за хидрогенизација, од кои повеќето се гасовити станици за хидрогенизација од 35 MPa, а станиците за гасна хидрогенизација под висок притисок од 70 MPa со поголем капацитет за складирање на водород претставуваат мал дел.Недостаток на искуство во изградба и работа на станици за полнење гориво со течен водород и интегрирани станици за производство и хидрогенизација на водород.Во моментов, транспортот на водород главно се заснова на транспорт со приколки со долги цевки со гас со висок притисок, а транспортот со гасоводи е сè уште слаба точка.Во моментов, километражата на водородните цевководи е околу 400 километри, а цевководите што се користат се само околу 100 километри.Транспортот со цевководи, исто така, се соочува со можност за кршливост на водород предизвикан од бегство на водород. Во иднина, сè уште е неопходно дополнително да се подобрат хемиските и механичките својства на материјалите од гасоводот.Постигнат е значителен напредок во технологијата за складирање на течен водород и технологијата за складирање на водород од метал хидрид, но рамнотежата помеѓу густината на складирање на водород, безбедноста и трошоците не е решена, а сè уште постои одреден јаз помеѓу големите комерцијални апликации.
Специјализираниот систем на политики и механизмот за координација и соработка со повеќе одделенија и повеќе терени сè уште не се совршени.„Среднорочен и долгорочен план за развој на водородната енергетска индустрија (2021-2035)“ е првиот план за развој на водородната енергија на национално ниво, но посебниот план и системот на политики сè уште треба да се подобрат. Во иднина потребно е дополнително да се појасни насоката, целите и приоритетите на индустрискиот развој.Синџирот на индустријата за водородна енергија вклучува различни технологии и индустриски полиња. Во моментов, сè уште постојат проблеми како што се недоволна меѓудисциплинарна соработка и недоволен механизам за меѓусекторска координација.На пример, изградбата на станици за полнење гориво со водород бара повеќеодделенска соработка како што се капиталот, технологијата, инфраструктурата и контролата на опасните хемикалии. Во моментов, постојат проблеми како што се нејасни надлежни органи, тешкотии во одобрувањето, а својствата на водородот сè уште се само опасни хемикалии, што претставува сериозна закана за развојот на индустријата. големи ограничувања.
Ние веруваме дека технологијата, платформите и талентите се точките на раст за поддршка на развојот на индустријата за водородна енергија во мојата земја.
Пред сè, неопходно е постојано да се подобрува нивото на клучните основни технологии.Технолошките иновации се јадрото на развојот на индустријата за водородна енергија.Во иднина, мојата земја ќе продолжи да го промовира истражувањето и развојот на клучните основни технологии во производството, складирањето, транспортот и примената на зелена и нискојаглеродна водородна енергија.Забрзување на технолошката иновација на горивни ќелии со мембрана за размена на протони, развој на клучни материјали, подобрување на главните индикатори за перформанси и капацитет за масовно производство и продолжување со подобрување на доверливоста, стабилноста и издржливоста на горивните ќелии.Ќе се направат напори за промовирање на истражување и развој и производство на основни компоненти и клучна опрема.Забрзување на подобрувањето на ефикасноста на конверзија на производството на водород на обновливите извори на енергија и обемот на производство на водород со еден уред и направете откритија во клучните основни технологии во врската со инфраструктурата на водородната енергија.Продолжете со истражување на основните закони за безбедност на водородната енергија.Продолжете да ја промовирате напредната технологија за водородна енергија, клучната опрема, демонстративните апликации и индустријализацијата на главните производи и да изградите висококвалитетен развоен технолошки систем за индустријата за водородна енергија.
Второ, мора да се фокусираме на изградба на платформа за поддршка на индустриски иновации.Развојот на водородната енергетска индустрија треба да се фокусира на клучните области и клучните врски и да изгради мулти-нивоа и разновидна платформа за иновации.Поддржете ги универзитетите, истражувачките институти и претпријатијата да ја забрзаат изградбата на клучните лаборатории и најсовремените платформи за вкрстено истражување и да спроведете основни истражувања за апликациите за водородна енергија и најсовремените технолошки истражувања.На почетокот на 2022 година, Националната комисија за развој и реформи и Министерството за образование издадоа „Одобрување на Извештајот од студијата за изводливост на проектот за национална технологија за складирање енергија и иновативна платформа за индустрија-образование на Универзитетот за електрична енергија на Северна Кина“, Северна Кина Електричен Универзитет за национална технологија за складирање енергија Проект за иновативна платформа за интеграција на индустријата и образованието Официјално беше одобрен и стана првата група колеџи и универзитети што „командуваа“.Последователно, формално беше основан Центарот за иновативни технологии за водородна енергија на Универзитетот за електрична енергија на Северна Кина.Иновациската платформа и иновативниот центар се фокусираат на техничко истражување во областа на електрохемиското складирање енергија, водородната енергија и нејзината технологија за примена во електричната мрежа и активно го промовираат развојот на националната индустрија за водородна енергија.
Трето, неопходно е да се промовира изградбата на тим од професионалци за водородна енергија.Технолошкото ниво и обемот на индустријата за водородна енергија продолжија да прават откритија. Сепак, индустријата за водородна енергија се соочува со голем јаз во тимот за таленти, особено со сериозен недостиг на иновативни таленти на високо ниво.Пред неколку дена, насоката „Наука и инженерство за водородна енергија“ прогласена од Универзитетот за електрична енергија на Северна Кина беше официјално вклучена во каталогот на додипломски специјалност во обичните колеџи и универзитети, а дисциплината „Наука и инженерство за водородна енергија“ беше вклучена во нов интердисциплинарен предмет.Оваа дисциплина ќе преземе курсеви по енергетско инженерство, инженерска термофизика, хемиски инженеринг и други дисциплини како влечење, органски интегрирање на производството на водород, складирање и транспорт на водород, безбедност на водород, моќност на водород и други курсеви за модули за водород енергија, и ќе спроведе сеопфатни интердисциплинарни основни и применети истражувања. Тоа ќе обезбеди поволна поддршка за таленти за реализација на безбедна транзиција на енергетската структура на мојата земја, како и развој на индустријата за водородна енергија и енергетската индустрија во мојата земја.
Време на објавување: мај-16-2022 година