碳中和背景下發(fā)展氫能源意義 氫能源發(fā)展趨勢

• 2022年4月6日 ZhouWei來源：互聯(lián)網 1150 74
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到2060年，先進高效的節(jié)能降碳技術與碳中和路徑全面推行，能源利用效率達到國際先進水平，非化石能源消費比重達到80%以上，碳中和目標順利實現(xiàn)，開創(chuàng)人與自然和諧共生新境界。

江西印發(fā)做好碳達峰碳中和工作的實施意

到2025年，經濟社會發(fā)展全面綠色轉型取得新突破，綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經濟機制初步形成。單位地區(qū)生產總值能耗和二氧化碳排放確保完成國家下達指標，非化石能源消費比重達到18.3%，活立木蓄積量達到8億立方米，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和奠定堅實基礎。到2030年，經濟社會發(fā)展全面綠色轉型走在全國前列，重點耗能行業(yè)能源利用效率達到國內先進水平，非化石能源消費比重穩(wěn)步提高。單位地區(qū)生產總值能耗持續(xù)下降，單位地區(qū)生產總值二氧化碳排放確保完成國家下達指標，活立木蓄積量達到9億立方米，二氧化碳排放量達到峰值并實現(xiàn)穩(wěn)中有降。到2060年，先進高效的節(jié)能降碳技術與碳中和路徑全面推行，能源利用效率達到國際先進水平，非化石能源消費比重達到80%以上，碳中和目標順利實現(xiàn)，開創(chuàng)人與自然和諧共生新境界。

大力發(fā)展氫能源落實碳中和

為達到《巴黎協(xié)定》提出的溫度控制目標，越來越多的國家提出了碳中和目標，碳中和成為全球的共同愿景和一致行動。在各國家和地區(qū)采取的減排措施中，鼓勵可再生能源發(fā)展成為普遍選擇，可再生能源迎來巨大發(fā)展機遇。

其中氫能因熱值高、零排放、利用形式多樣，作為化石能源替代品優(yōu)勢突出而受到普遍關注，有望為交通、工業(yè)、建筑、電力等重點碳排放領域的減排脫碳發(fā)揮作用?！熬G氫”則是真正助力碳中和目標實現(xiàn)的重點，是未來制氫的發(fā)展方向。“綠氫”要在碳中和路徑中充分發(fā)揮作用，必須要實現(xiàn)大規(guī)模、經濟地商業(yè)化應用。目前從技術角度還面臨電解水制氫經濟性瓶頸、儲運難題等方面的挑戰(zhàn)。

二氧化碳等溫室氣體排放引發(fā)的全球氣候變化是人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一。面對日益嚴峻的全球氣候變化形勢，推動綠色低碳發(fā)展已成為全人類共識。2015年《巴黎協(xié)議》設定了本世紀后半葉實現(xiàn)凈零排放的目標，這是全球應對氣候變化挑戰(zhàn)的重要舉措，越來越多的國家正在將其轉化為國家戰(zhàn)略，提出了碳中和的目標并采取積極行動。

碳中和成為全球的共同目標與一致行動

目前全球已有超過130個國家和地區(qū)提出了“碳中和”或“零碳”目標且大部分計劃在2050年實現(xiàn)，如歐盟、英國、加拿大、日本等。據相關統(tǒng)計，2國已實現(xiàn)碳中和，6國已立法，處于立法階段的有歐盟地區(qū)和其他5國，另有20國(含歐盟國)發(fā)布了正式的政策宣示，提出目標但尚處于討論過程中的國家和地區(qū)近100個。中美這兩個排放大國也都做出了碳中和承諾。美國重返《巴黎協(xié)議》并承諾在2050年實現(xiàn)碳中和;2020年9月習近平主席在第75屆聯(lián)合國大會上宣布，中國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，2060年前實現(xiàn)碳中和。

為實現(xiàn)碳中和目標，許多國家和地區(qū)制定減排路線圖，通過立法、投資及稅收等政策措施推動減排行動。這些政策和措施根據實際情況各有側重，主要包含六個方面：

一是支持和鼓勵能效技術創(chuàng)新，進一步提升能源使用效率;二是倡導進一步減少化石能源使用，不斷降低對化石能源依賴;三是鼓勵大力發(fā)展可再生能源，提高可再生能源在能源結構中的比重;四是支持和鼓勵清潔低碳、節(jié)能減排等相關產業(yè)發(fā)展;五是支持發(fā)展生物經濟和天然碳匯等循環(huán)經濟;六是推動發(fā)展碳捕獲和儲存技術，解決剩余排放問題。

中國是最大的發(fā)展中國家，也是碳排放大國，要實現(xiàn)在2060年前碳中和的目標任重道遠。為了履行對世界的莊嚴承諾，中國迅速行動。在2020年12月的中央經濟工作會議上，碳達峰和碳中和工作被確定為2021年八項重點任務之一;12月21日國務院新聞辦公室發(fā)布《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書，清晰描繪了中國2060年前實現(xiàn)碳中和的“路線圖”;2021年全國兩會，碳達峰和碳中和被首次寫入政府工作報告;2021 年10 月國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》。一系列舉措充分表明中國推動低碳發(fā)展的堅定決心與積極行動。

碳達峰與碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統(tǒng)性變革，需要全人類、全社會、全行業(yè)共同努力，大力推進低碳發(fā)展。低碳發(fā)展的重點是能源結構轉型，能源生產與利用加快向更清潔、低碳的方向轉變。在各國和地區(qū)碳達峰、碳中和政策的引導推動下能源結構轉型有望加快推進，化石能源生產與利用將面臨更嚴格的碳排放約束，非化石能源逐漸成為能源增量主力軍。

氫能資源豐富、熱值高、使用無污染，被視為理想的清潔能源，是實現(xiàn)碳中和的重要途徑，將在全球能源新格局中扮演重要角色。氫能發(fā)展所帶來的巨大市場潛力和科技創(chuàng)新是提高綜合國力和新經濟競爭力的有力支撐，因而其開發(fā)與利用受到全球普遍關注。許多國家都在加快推進氫能源技術的研發(fā)和產業(yè)化布局，美國、歐盟、日本都出臺相應的氫能戰(zhàn)略規(guī)劃，日本甚至提出了“氫能社會”的宏大構想。中國國內氫能發(fā)展也方興未艾，在交通、工業(yè)、建筑、電力等重點用能行業(yè)有望迎來較大發(fā)展空間，為這些碳排放重點領域減排脫碳發(fā)揮作用。

氫能源發(fā)展趨勢

交通運輸是社會經濟發(fā)展的重要組成部分，也是能源消耗和溫室氣體排放大戶，占碳排放比重非常高。歐盟委員會稱運輸業(yè)對歐盟GDP貢獻率僅約5%，但其二氧化碳排放量約占歐盟溫室氣體排放總量的四分之一。IEA報告指出，2020年一季度全球石油需求下降5%，對應碳排放量下降4.5%;

其中公路運輸和航空活動的減少貢獻了石油需求下降量的近 85%。2020 年下半年隨著交通運輸逐步恢復，碳排放量也隨之開始反彈。近年來氫燃料電池商用車發(fā)展較快，中國、日本、德國、韓國、美國等國家加快燃料電池汽車加氫站的布局建設，有力推進氫燃料電池產業(yè)化。除了商用車，航空和海運也在積極探索氫能應用。氫能在交通運輸領域的應用發(fā)展無疑將極大推動該領域的廣泛、深度脫碳。

氫在工業(yè)上主要用于煉油、化工和鋼鐵行業(yè)。在煉油和化工行業(yè)氫氣除了作為燃料還是重要原料，主要用于加氫處理、加氫裂化和脫硫。如果煉油和化工業(yè)大量采用甚至全部使用綠氫，對于工藝過程脫碳有顯著影響。中國石化第一個綠氫煉化項目——鄂爾多斯1萬t/a綠電制氫項目計劃2022年建成投產，項目利用可再生電力電解制氫，所制氫氣供中天合創(chuàng)煤化工項目。該項目對于綠氫煉化有示范意義，大大有利煤化工降碳減排。

鋼鐵是工業(yè)碳排放大戶，當前煉鋼多采用焦炭作為鐵礦石還原劑。為了解決碳排放問題，鋼鐵行業(yè)開始探索氫冶金技術，用氫代替焦炭和天然氣作為還原劑可基本消除煉鐵和煉鋼過程中的絕大部分碳排放。如果隨著可再生能源成本下降，在軋鑄環(huán)節(jié)使用可再生能源發(fā)電，最后基本可實現(xiàn)鋼鐵生產的近零排放。

建筑行業(yè)實現(xiàn)碳中和的主要途徑就是打造綠色建筑，探索燃料電池熱電聯(lián)產，采用燃料電池發(fā)電技術，以氫能完全或部分替代市政電網、天然氣等傳統(tǒng)能源，滿足建筑對冷、熱、電、生活熱水等各種能源的需求。這種燃料電池在建筑領域的應用不僅提高能源利用效率，而且能起到建筑用能和采暖降碳的作用，效果顯著。

氫能要在碳中和中發(fā)揮作用要重點發(fā)展綠氫，而綠氫要真正充分發(fā)揮作用必須要實現(xiàn)大規(guī)模、經濟地應用。目前，從技術層面還面臨一些挑戰(zhàn)，首先是電解水制氫技術要實現(xiàn)突破，要大幅降低制氫成本;其次是氫氣儲存、運輸技術還要進一步發(fā)展，要提高氫能響應速度、安全性及電—氫—電能源轉化效率;另外還要大力降低儲運成本，因為即使制氫成本能夠大幅降低，在經過儲存、運輸多個環(huán)節(jié)層層疊加后會大大抬高終端氫氣成本。只有當技術進一步突破，以綠氫為代表的氫能才能夠真正在碳中和路徑中大顯身手。

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