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文档简介

统筹规划加氢服务网络行动计划统筹规划加氢服务网络总结省内已有加氢站示范项目建设运营经验,坚持安全为先、需求导向,统筹推动加氢网络体系建设。在氢能产业发展较快的区域,支持利用现有符合条件的加油站、加气站,按照国家法规和标准改扩建成具备油、气、氢供给能力的一体化综合交通能源服务站。鼓励依托高速公路网络,在有条件的服务区配套建设公共加氢站。鼓励利用物流园区、工业园区内存量土地新建加氢站。探索分布式制氢、储氢、加氢一体化的加氢站等新模式。氢能源的缺点(一)氢能源价格昂贵电解和蒸汽重整是氢提取的两个主要过程,非常昂贵。这是其在全球范围内未得到广泛使用的真正原因。如今,氢能主要用于为大多数混合动力汽车提供动力。需要大量的研究和创新才能发现廉价和可持续的方式来利用这种形式的能源。在此之前,氢能将仅保留给富人。(二)储存并发症氯性质之一是它具有较低的密度。实际上,它的密度比汽油小得多。这意味着必须将其压缩为液态,并在较低的温度下以相同的方式存储,以确保其作为能源的有效性和效率。该原因也解释了为什么必须始终在高压下存储和运输氢气,这就是为什么运输和普遍使用远非可行的原因。(三)它不是最安全的能源氢的功率绝对不应被低估。尽管汽油比氢危险一些,但氢是高度易燃和易挥发的物质,经常引起人们对其潜在危险的关注。与气体相比,氢气缺乏气味,这使得几乎不可能进行泄漏检测。要检测泄漏,必须安装传感器。(四)棘手的四处走动由于氢的轻巧,运输氢是一项艰巨的任务。石油可以安全运输,因为它大部分是通过管道推动的。煤炭可以方便地用自卸车运输。当考虑大量运输氢时,氢也带来了挑战,这就是为什么氢主要只以小批量运输的原因。(五)生成氢能取决于化石燃料氢能是可再生的,对环境的影响最小,但是将其与氧气分离需要其他不可再生的资源,例如煤,石油和天然气。生产氢燃料仍需要化石燃料。氢能产业发展指导思想立足新发展阶段,完整、准确、全面贯彻新发展理念,构建新发展格局,紧扣实现碳达峰碳中和目标,贯彻四个革命、一个合作能源安全新战略,聚焦作示范、勇争先的目标要求,积极融入国内统一大市场,结合省情实际推动氢能产业有力有序发展,以应用示范支撑技术创新,以规划布局引导产业聚集,稳步提高我省氢能消费量,推动氢能成为我省安全高效、清洁低碳能源体系和新兴产业的重要组成部分。氢能发展状况(一)制氢制氢环节主要包括电解水制氢、煤制氢、天然气制氢、生物质制氢、光解制氢、热化学制氢、工业副产氢等方式。电解水制氢是未来重要发展方向。电解水制氢具有制取过程无污染物和温室气体排放、氢气纯度高等优势。从制取成本看,化石能源制氢约10元/kg,工业副产氢约21元/kg,电解水制氢约30元/kg。受成本因素影响,目前全球约96%的氢气来源于化石能源制氢和工业副产氢,仅有约4%的氢气来源于电解水。2018年,中国年氢气产量约2100万吨,占全球总产量的比例超过30%,是世界第一大氢气生产国,其中电解水制氢仅占约5%。随着可再生能源规模化发展和能源互联网建设日趋完善,电解水制氢已逐步成为各国能源科技创新和产业支持的焦点。电价是制约电制氢发展的关键。目前电价占电制氢总成本比重约为85%,按电制氢电价约0.4~0.6元/kWh计算,我国电制氢成本约30~40元/kg。当电价降低到0.1元/kWh时,电制氢成本可下降至10元/kg与化石能源制氢价格相当。目前各地发展氢能产业,其中氢气主要来源于化石能源制氢和工业副产氢。(二)储氢根据状态,储氢可分为高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢、固态储氢。高压气态储氢是我国目前应用最广泛的氢气存储形式,其中35MPa储氢瓶已批量化应用,70MPa储氢瓶也步入产业化推广阶段。低温液态储氢被认为是前景较好的氢气大规模存储发展方向之一,但目前我国液氢仅用于航天,与国外70%左右氢气采用液氢运输相比差距较大,且成本是美国等技术垄断国的20倍以上。(三)运氢运氢主要方式包括气氢拖车、液氢槽车、管道运输。目前国外以液氢槽车和管道运输为主,国内绝大部分采用气氢拖车运输并建有少量氢气管道。国内气氢拖车运输发展非常成熟,设计制造技术已达到国际先进水平;液氢槽车运输在我国仅应用于航天领域,尚不允许民用领域开展液氢公路运输,但长期来看液氢槽车将取代气氢拖车成为主要运氢方式;管道运输仍处于试点示范阶段,我国氢气管道里程仅约400km,占比不到全球总规模的8%,最具代表性的大口径氢气管道有济源-洛阳(25km)、巴陵-长岭(43km)等。受运输技术及成本限制,短期内氢能消纳以就近消纳为主,难以实现远距离运输消纳。(四)用氢目前我国生产的氢气95%作为化工行业的原材料应用于传统工业领域,其余5%用于以氢燃料电池为核心的能源网络。其中,氢能主要有动力、电力、家庭三个应用方向。1、动力领域应用状况动力方面,氢气可用于汽车、飞机、轮船、火箭等领域,其中目前最主要、前景最广阔的应用场景是氢燃料电池车。氢能汽车包括氢燃料内燃机车、氢燃料电池车两种。氢燃料电池车能量转化效率可达60%~80%,而氢燃料内燃机车能量转化效率仅30%左右,所以业界将氢燃料电池车作为氢能汽车主要发展方向。相比于纯电动汽车,氢燃料电池汽车具有续航里程长、燃料加注快(3到5分钟)、低温性能好、回收无污染等优势,在远距离、载重大、点对点的商用车领域具有良好的应用前景。目前氢燃料电池汽车成本明显高于燃油和纯电动车型,燃油车百公里油费约为50元,纯电动汽车百公里电费约为6元(家用充电)~15元(商用充电),氢燃料电池车燃料费用约100元(百公里耗氢量为1.5kg,氢气价格70元/kg)。在氢气加注方面,我国具备设计建造35MPa加氢站的能力,而国际主流的70MPa加氢站及其关键设备领域在国内仍处于示范验证阶段。到2030年预计将建成1000座加氢站。2、电力领域应用状况与其他储能技术相比,氢储能主要优势是环保性能好,但其投资成本远超抽水蓄能、电化学储能、压缩空气储能,且响应速度慢、效率低,如果制氢电价为0.1元/kWh,则氢储能能源成本将下降到0.5元/kWh左右,低于电化学储能能源成本。3、家庭领域应用状况主要用途是家用燃料电池热电联供系统。该方面外国企业技术优势明显,国内企业技术水平尚不具备商业化条件。4、国内氢燃料电池状况氢能应用的核心技术和产品是氢燃料电池。国内氢燃料电池与国际先进水平还存在一定差距,主要表现为使用寿命较短,车用氢燃料电池寿命一般为2000~3000小时,国际领先水平可达到5000小时,另外氢燃料电池关键零部件质子交换膜目前仅有美国、日本、德国等发达国家具备商业化供应能力,催化剂等核心材料也主要依赖进口。氢能的主要应用领域(一)在电力方面氢能作为多功能载体,可以实现可再生能源体系的整合,不仅用于清洁发电,还能平衡电力需求和可再生能源之间的波动。在可再生能源能力不足或需求高峰时期,氢气成为清洁能源的来源,在发电中起到脱碳的作用。(二)在供暖方面氢气可以与天然气混合使用,所以氢能是未来少数能与天然气竞争的低碳能源之一。通过与天然气混合(低百分比的氢气可以安全地混合到现有的天然气网络中),无需对原有的基础设备进行多少调整,就能提供灵活连续的热能电能,氢能源进而有望取代传统化石燃料。(三)在航空领域航空业每年排放9亿吨以上的二氧化碳,氢能是发展低碳航空的主要途径。氢能在飞机上的应用有以下四种途径:直接在燃气轮机中燃烧,通过燃料电池用于推进或非推进能源系统,燃料电池和燃气轮机的混合动力组合,氢基合成燃料。(四)建筑供热在现有天然气管道中掺杂氢气,满足建筑领域供热需求,同时减少碳排放量。近中期实施中低比例掺氢,在氢气浓度(体积最高为10-20%)相对较低的情况下,无需对基础设施和终端应用进行重大改变,投资成本较低,若混合比例为5%,每年将减少约20万吨二氧化碳排放。(五)氢能治金目前,国内多个大型钢企在推进氢炼钢生产线改造和建设,就已有高炉富氢工艺对现有高炉进行改造,或者建设气基还原工厂,进行氢能炼钢,在为下游提供钢铁产品的同时实现碳减排。预计2060年,氢冶金粗钢产量将达4.36亿吨,其中采用富氢高炉工艺粗钢产量为2.26亿吨,气基竖炉工艺粗钢产量为2.1亿吨,生铁产量将达3.44亿吨,其中富氢高炉生铁产量为1.97亿吨,气基竖炉工艺生铁产量为1.47亿吨。氢能源的特点当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是所用的能源如石油、天然气、煤,石油气均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源、能源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时,人们期待的新的二次能源。氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点。重量最轻,标准状态下,密度为0.0899g/l,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍。普遍元色,据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。回收利用,利用氢能源的汽车排出的废物只是水,所以可以再次分解氢,再次回收利用。理想的发热值,除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,是汽油发热值的3倍。燃烧性能好,点燃快,与空气混合

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