燃燒時(shí)能產(chǎn)生高熱值而不污染環(huán)境的燃料。如天然氣、液化石油氣、煤氣、酒精、無(wú)鉛汽油、核燃料等。天然燃料中只有少數(shù)地區(qū)的天然氣屬于這種燃料。而氫能源是地球上最終的清潔能源。
清潔燃料是指燃燒時(shí)不產(chǎn)生對(duì)人體和環(huán)境有害的物質(zhì),或有害物質(zhì)十分微量,燃燒時(shí)能產(chǎn)生高熱值而不污染環(huán)境的燃料。如天然氣、液化石油氣、煤氣、酒精、無(wú)鉛汽油、核燃料等。天然燃料中只有少數(shù)地區(qū)的天然氣屬于這種燃料。而氫能源是地球上最終的清潔能源。
可再生能源是最理想的能源,可以不受能源短缺的影響,但也受自然條件的影響,如需要有水力、風(fēng)力、太陽(yáng)能資源,而且最主要的是投資和維護(hù)費(fèi)用高,效率低,所以發(fā)出的電成本高,現(xiàn)在許多科學(xué)家在積極尋找提高利用可再生能源效率的方法,相信隨著地球資源的短缺,可再生能源將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
全球相當(dāng)多企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)型可再生能源領(lǐng)域。中國(guó)目前是國(guó)際潔凈能源的巨頭,是世界上最大的太陽(yáng)能、風(fēng)力與環(huán)境科技公司的發(fā)源地。
我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策前景分析
近年來(lái),我國(guó)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的支持力度不斷加大。北京、河北、山東、廣東等多地相繼出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施方案或投資規(guī)劃。近日,財(cái)政部等五部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于啟動(dòng)燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用工作的通知》,同意北京市、上海市和廣東省報(bào)送的城市群?jiǎn)?dòng)實(shí)施燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用工作。據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)2020》預(yù)計(jì),到2025年,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬(wàn)億元;到2050年,氫能在我國(guó)終端能源體系中占比超過(guò)10%,產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達(dá)到12萬(wàn)億元。
各地發(fā)展氫能的熱情高漲。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前有北京、上海、山東、廣東、湖北、河北等20余個(gè)省份陸續(xù)發(fā)布?xì)洚a(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃,并出臺(tái)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)補(bǔ)貼扶持政策。
山西是煤炭大省,也是產(chǎn)氫大省,在發(fā)展氫能尤其是煤制氫上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。目前大同、長(zhǎng)治、晉中、太原等地氫能產(chǎn)業(yè)集群正在加速形成,全省氫氣年產(chǎn)超過(guò)300萬(wàn)噸。面向“十四五”,山西把氫能作為“七大先導(dǎo)性未來(lái)產(chǎn)業(yè)”進(jìn)行重點(diǎn)培育,將進(jìn)一步加強(qiáng)政策支持,構(gòu)建從制氫、儲(chǔ)氫到運(yùn)氫、加氫以及氫能源應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
根據(jù)中研普華出版的《2021-2026年中國(guó)清潔燃料行業(yè)發(fā)展前景及投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析報(bào)告》顯示:
中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì),到2025年,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬(wàn)億元;到2050年,氫氣需求量將接近6000萬(wàn)噸,氫能在我國(guó)終端能源體系中占比超過(guò)10%,產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達(dá)到12萬(wàn)億元,成為引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長(zhǎng)極。
面對(duì)如此巨大的市場(chǎng),眾多公司競(jìng)相布局。7月底,協(xié)鑫集團(tuán)正式發(fā)布“藍(lán)綠同行”氫能戰(zhàn)略,提出到2050年規(guī)劃建設(shè)40萬(wàn)噸綠氫的生產(chǎn)和供應(yīng)、3大研發(fā)基地、6大產(chǎn)業(yè)基地及100座綜合能源站。
制氫途徑
氫能是一種二次能源,因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)一定的方法利用其他能源來(lái)制取的。在自然界中,氫(H2)和氧(O2)結(jié)合成水(H2O)而存在的,必須采用熱分解或電解的方法分離出來(lái)氫。
分離方式很多,可以采用化石燃料、核燃料或再生能源分離方式,簡(jiǎn)言之,一次能源都可以分離水的氫和氧,但采用化石燃料燃燒所產(chǎn)生的熱或所轉(zhuǎn)換成的電能來(lái)分解水制氫,經(jīng)濟(jì)上不可行。
圖表:全球一次能源制取氫的途徑分析
數(shù)據(jù)來(lái)源:中研普華產(chǎn)業(yè)研究院
1、化石燃料制氫
利用化石燃料(以天然氣最方便)制氫時(shí),燃料通過(guò)與氧或空氣作用主要生成氫和一氧化碳,然后在催化反應(yīng)器里使一氧化碳和蒸汽反應(yīng),以產(chǎn)生二氧化碳和更多的氫。這種方式通常應(yīng)用于生產(chǎn)合成氨和其他化工產(chǎn)品。
如丹麥托普索公司(HaldorTopsoe)開(kāi)發(fā)的一種部分氧化制氫法,其工藝過(guò)程是將天然氣或石腦油與蒸汽的混合物預(yù)熱到540~6500C,引入到自熱反應(yīng)器頂部,在此與另一股預(yù)熱過(guò)的富氧空氣與蒸汽的混合物混合,產(chǎn)生部分燃燒,使溫度升高,并在鎳(Ni)催化劑作用下完成蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)。溫度為930~9800C的合成氣通過(guò)廢熱鍋爐降溫后,再經(jīng)過(guò)變換,二氧化碳脫除和甲烷化等過(guò)程,最后獲得高純度氫氣。
2、核燃料制氫
利用核燃料生產(chǎn)氫有兩種方式:
(1)水電解制氫。核能生產(chǎn)電力,然后水電解產(chǎn)生氫氣;
(2)熱化學(xué)循環(huán)制氫。該法既可以降低反應(yīng)溫度,又可以避免氫-氧分離問(wèn)題,而循環(huán)中所用的其他試劑都可以循環(huán)使用。
3、再生能源制氫
利用再生能源生產(chǎn)氫有兩種方式:
(1)水電解制氫。再生能源生產(chǎn)電力,然后水電解產(chǎn)生氫氣;
(2)蒸汽轉(zhuǎn)化制氫。各種生物質(zhì)經(jīng)由蒸汽催化轉(zhuǎn)化制取氫。
可再生氫
當(dāng)前全球氫氣生產(chǎn)48%來(lái)自天然氣,30%來(lái)自石油,18%來(lái)自煤,而水電解只占4%。這里談及的“氫能”主要指再生能源制取氫,也不排斥核能生產(chǎn)氫,但跟化石燃料制取氫無(wú)關(guān)。利用可再生能源制取氫是新能源領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn),被稱(chēng)為拯救地球的動(dòng)力。
除了氫能源,生物燃料也是清潔能源的重要領(lǐng)域。雀巢不僅僅是飲料巨頭,也是全球最大可再生柴油生產(chǎn)商之一。截止目前,其柴油年產(chǎn)量達(dá)到10億加侖。Agri Trading是一家美國(guó)可再生廢物和和殘留油脂處理商,成立于1977年,目前,該公司已成為美國(guó)、加拿大、墨西哥和歐洲的動(dòng)物脂肪及相關(guān)植物油處理行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。
截止目前,已有多家大型能源企業(yè)宣布進(jìn)軍可再生燃料領(lǐng)域。例如,作為全球化石燃料巨頭之一雪佛龍近日宣布計(jì)劃,將與全球四大糧食出口商之一的邦吉公司共同開(kāi)發(fā)一款以大豆為原料的混合燃料。
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2021-2026年清潔燃料市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查及供需格局分析預(yù)測(cè)報(bào)告
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