发布时间:2024-09-15
氢能作为一种清洁、高效的能源,被视为实现“双碳”目标的重要途径。然而,尽管中国已成为全球最大的制氢国,氢能的应用进展却相对缓慢。究其原因,氢能产业链中的储存和运输环节成为制约其大规模应用的关键瓶颈。
氢能产业链主要包括上游制氢、中游储运和下游应用三个环节。目前,我国制氢以化石原料和工业副产氢为主,电解水制氢规模较小。2022年,化石能源制氢、工业副产制氢、电解水制氢的产值规模分别为3271亿元、1120亿元、435亿元,占比分别为68%、23%、9%。预计到2050年,可再生能源绿氢将占主导地位,约占70%。
在储存和运输环节,技术挑战成为首要难题。高压气态储运是目前的主流方式,但国内高端碳纤维技术不够成熟,无法规模化生产,导致复合材料成本较高。低温液态储运方面,欧洲、美国、日本等国家和地区已进入规模化应用阶段,而我国液氢技术主要应用于航天领域,民用领域尚处于起步阶段,核心设备仍依赖进口。固态金属氢化物储运虽然具有安全性、稳定性优点,但目前正处于研发与示范阶段。
经济性问题是另一个重要障碍。以液氢为例,其形成需要-253℃的低温,对制备、储存、运输等各个环节要求极其严苛,导致成本高昂。这使得液氢难以进入民用领域,难以形成大规模商业化。
除了储存和运输环节,氢能全产业链还面临其他挑战。在上游制氢环节,质子交换膜、电解槽等核心技术尚未突破,高速率制氢设备还在研发阶段。下游应用方面,虽然中国加氢站数量居全球首位,但氢燃料电池汽车的购置成本远高于燃油车和电动车,中短期内仍需依赖国家补贴。
面对这些挑战,未来氢能产业的发展方向主要包括:
氢能作为未来能源的重要组成部分,其发展潜力巨大。但要实现大规模应用,还需要全产业链的共同努力,特别是在储存和运输环节取得突破性进展。只有解决了这些关键问题,氢能才能真正成为推动能源转型、实现“双碳”目标的重要力量。