[Abstrakti]Vetyenergia on eräänlaista toissijaista energiaa, jolla on runsaasti lähteitä, vihreä ja vähähiilinen ja laaja sovellus.Se voi auttaa uusiutuvan energian laajamittaisessa kulutuksessa, toteuttaa laajamittaisen sähköverkon ja energian varastoinnin huippuja eri vuodenaikoina ja alueilla sekä nopeuttaa teollisuuden, rakentamisen, liikenteen ja muiden vähähiilisten alojen edistämistä.maassani on hyvä perusta vedyn tuotannolle ja laajamittaiset sovellusmarkkinat, ja sillä on merkittäviä etuja vetyenergian kehittämisessä.Vetyenergiateollisuuden kehityksen nopeuttaminen on tärkeä tapa auttaa maatani saavuttamaan hiilineutraaliustavoitteen.Muutama päivä sitten Kansallinen kehitys- ja uudistuskomissio ja Energiahallinto julkaisivat yhdessä "Keskipitkän ja pitkän aikavälin suunnitelman vetyenergiateollisuuden kehittämiseksi (2021-2035)".Vetyenergian kehittäminen ja hyödyntäminen käynnistää syvän energiavallankumouksen.Vetyenergiasta on tullut uusi koodi energiakriisin murtamiseen ja puhtaan, vähähiilisen, turvallisen ja tehokkaan nykyaikaisen energiajärjestelmän rakentamiseen.
Energiakriisi on avannut tien vetyenergian kehittämiselle ja hyödyntämiselle.
Vetyenergia vaihtoehtoisena energiana tuli ihmisten näkökenttään, mikä voidaan jäljittää 1970-luvulle asti.Tuolloin Lähi-idän sota laukaisi maailmanlaajuisen öljykriisin.Päästäkseen eroon tuontiöljyriippuvuudesta Yhdysvallat ehdotti ensin "vetytalouden" käsitettä väittäen, että tulevaisuudessa vety voisi korvata öljyn ja tulla tärkeimmäksi maailmanlaajuista kuljetusta tukevaksi energiaksi.Vuodesta 1960 vuoteen 2000 vetyenergian hyödyntämisen tärkeä työkalu, polttokenno kehittyi nopeasti, ja sen käyttö ilmailussa, sähköntuotannossa ja kuljetuksissa on täysin osoittanut vetyenergian käyttökelpoisuuden toissijaisena energialähteenä.Vetyenergiateollisuus ajautui alamäkeen vuoden 2010 tienoilla.Mutta Toyotan "tulevaisuuden" polttokennoajoneuvon julkaisu vuonna 2014 sai aikaan uuden vetybuumin.Myöhemmin monet maat ovat peräkkäin julkaisseet strategisia reittejä vetyenergian kehittämiselle, keskittyen pääasiassa sähköntuotantoon ja kuljetukseen vetyenergian ja polttokennoteollisuuden kehityksen edistämiseksi;EU julkaisi vuonna 2020 EU:n vetyenergiastrategian, jonka tavoitteena on edistää vetyenergiaa teollisuudessa, liikenteessä, sähköntuotannossa ja muissa sovelluksissa kaikilla aloilla;Vuonna 2020 Yhdysvallat julkaisi "Hydrogen Energy Plan Development Plan" -suunnitelman, muotoili joukon keskeisiä teknisiä ja taloudellisia indikaattoreita, ja sen odotetaan olevan markkinajohtaja vetyenergiateollisuuden ketjussa.Tähän mennessä maat, joiden osuus maailmantaloudesta on 75 prosenttia, ovat käynnistäneet vetyenergian kehittämispolitiikkaa edistääkseen aktiivisesti vetyenergian kehitystä.
Teollisiin maihin verrattuna kotimaani vetyenergiateollisuus on vielä alkukehitysvaiheessa.Viime vuosina kotimaani on kiinnittänyt enemmän huomiota vetyenergiateollisuuteen.Maaliskuussa 2019 vetyenergia kirjoitettiin "Hallituksen työraporttiin" ensimmäistä kertaa, mikä vauhditti laitosten, kuten latauksen ja hydrauksen, rakentamista julkisesti;Sisältyy energialuokkaan;syyskuussa 2020 viisi osastoa, mukaan lukien valtiovarainministeriö, teollisuus- ja tietotekniikkaministeriö, toteuttavat yhdessä polttokennoajoneuvojen demonstraatiosovelluksen ja palkitsevat tukikelpoisia taajamia polttokennoajoneuvojen keskeisten ydinteknologioiden teollistumisesta ja esittelysovelluksista. ;Kiinan kommunistisen puolueen keskuskomitea ja valtioneuvosto julkaisivat lokakuussa 2021 ”Mielipiteet uuden kehityskonseptin täydellisestä toteuttamisesta ja hyvästä työstä hiilineutralisoinnissa” koordinoidakseen koko vetyenergiaketjun kehittämistä. "tuotanto-varastointi-siirto-käyttö";Maaliskuussa 2022 Kansallinen kehitys- ja uudistuskomissio julkaisi "Vetyenergiateollisuuden kehittämisen keskipitkän ja pitkän aikavälin suunnitelman (2021-2035)", ja vetyenergia tunnistettiin tärkeäksi osaksi tulevaa kansallista energiajärjestelmää ja avain energiaa käyttävien terminaalien vihreän ja vähähiilisen muuntamisen toteuttamiseen.Vetyenergiateollisuus on tärkeä kantaja, ja se on tunnistettu strategiseksi nousevaksi toimialaksi ja tulevan teollisuuden keskeiseksi kehityssuunnaksi.
Viime vuosina kotimaani vetyenergiateollisuus on kehittynyt nopeasti ja kattaa pohjimmiltaan koko vedyn tuotanto-varastointi-siirto-käyttöketjun.
Vetyenergiateollisuuden ketjun ylävirtaan on vedyn tuotanto.kotimaani on maailman suurin vedyn tuottaja, jonka vedyn tuotantokapasiteetti on noin 33 miljoonaa tonnia.Tuotantoprosessin hiilidioksidipäästöjen intensiteetin mukaan vety jaetaan "harmaaseen vetyyn", "siniseen vetyyn" ja "vihreään vetyyn".Harmaa vety tarkoittaa fossiilisten polttoaineiden polttamisesta syntyvää vetyä, ja tuotantoprosessin aikana syntyy paljon hiilidioksidipäästöjä;sininen vety perustuu harmaaseen vetyyn ja käyttää hiilen talteenotto- ja varastointitekniikkaa vähähiilisen vedyn tuotannon saavuttamiseksi;vihreää vetyä tuotetaan Uusiutuvaa energiaa, kuten aurinkoenergiaa ja tuulivoimaa, käytetään veden elektrolysoimiseen vedyn tuottamiseksi, eikä vedyn tuotantoprosessissa aiheudu hiilidioksidipäästöjä.Tällä hetkellä kotimaani vedyntuotantoa hallitsee kivihiilipohjainen vedyn tuotanto, jonka osuus on noin 80 prosenttia.Tulevaisuudessa, kun uusiutuvan energian sähköntuotannon kustannukset laskevat edelleen, vihreän vedyn osuus kasvaa vuosi vuodelta ja sen odotetaan nousevan 70 prosenttiin vuonna 2050.
Vetyenergiateollisuuden ketjun keskivirta on vedyn varastointi ja kuljetus.Korkeapaineinen kaasumainen varastointi- ja kuljetustekniikka on kaupallistettu ja on laajin vetyenergian varastointi- ja kuljetusmenetelmä.Pitkäputkiperävaunulla on suuri kuljetusjoustavuus ja se soveltuu lyhyiden matkojen, pienitilavuuksisten vetykuljetuksiin;nestemäisen vedyn varastointi ja kiinteän olomuodon vedyn varastointi eivät vaadi paineastioita, ja kuljetus on kätevää, mikä on tulevaisuuden laajamittaisen vetyenergian varastoinnin ja kuljetuksen suunta.
Vetyenergiateollisuuden ketjun loppupää on vedyn kokonaisvaltainen sovellus.Teollisena raaka-aineena vetyä voidaan käyttää laajasti öljy-, kemian-, metallurgiassa, elektroniikassa, lääketieteen ja muilla aloilla.Lisäksi vetyä voidaan muuttaa sähköksi ja lämmöksi vetypolttokennoilla tai vetypolttomoottoreilla., joka voi kattaa kaikki sosiaalisen tuotannon ja elämän osa-alueet.Vuoteen 2060 mennessä kotimaani vetyenergian kysynnän odotetaan nousevan 130 miljoonaan tonniin, josta teollisuuden kysyntä hallitsee noin 60 %, ja kuljetussektori kasvaa 31 prosenttiin vuosi vuodelta.
Vetyenergian kehittäminen ja hyödyntäminen käynnistää syvän energiavallankumouksen.
Vetyenergialla on laajat sovellusmahdollisuudet monilla aloilla, kuten liikenteessä, teollisuudessa, rakentamisessa ja sähkössä.
Kuljetusalalla kaukoliikenne, rautatiet, lentoliikenne ja merenkulku pitävät vetyenergiaa yhtenä tärkeimmistä hiilidioksidipäästöjen vähentämispolttoaineista.Tässä vaiheessa kotimaatani hallitsevat pääasiassa vetypolttokennolinja-autot ja raskaat kuorma-autot, joita on yli 6 000.Mitä tulee vastaavaan tukiinfrastruktuuriin, maani on rakentanut yli 250 vetyn tankkausasemaa, mikä vastaa noin 40 prosenttia maailmanlaajuisesta tankkausasemasta ja on maailman ensimmäisellä sijalla.Pekingin talviolympialaisten järjestelykomitean julkaisemien tietojen mukaan näissä talviolympialaisissa demonstroidaan yli 1 000 vetypolttokennoajoneuvon toimintaa, jotka on varustettu yli 30 vetyn tankkausasemalla, mikä on polttokennoajoneuvojen suurin demonstraatiosovellus alueella. maailman.
Tällä hetkellä kotimaassani eniten vetyenergiaa käytetään teollisuusalalla.Energiapolttoaineominaisuuksiensa lisäksi vetyenergia on myös tärkeä teollisuuden raaka-aine.Vety voi korvata koksin ja maakaasun pelkistimenä, mikä voi eliminoida suurimman osan hiilidioksidipäästöistä raudan ja teräksen valmistusprosesseissa.Uusiutuvan energian ja sähkön käyttö veden elektrolysoimiseksi vedyn tuottamiseksi ja sitten kemiallisten tuotteiden, kuten ammoniakin ja metanolin, syntetisoimiseksi edistää merkittävästi hiilen ja päästöjen vähentämistä kemianteollisuudessa.
Vetyenergian ja rakennusten yhdistäminen on viime vuosina noussut uusi vihreän rakentamisen konsepti.Rakennusala tarvitsee paljon sähkö- ja lämpöenergiaa, ja se on listattu kotimaani kolmen suuren "energiaa kuluttavan kotitalouden" joukkoon kuljetusalan ja teollisuuden kanssa.Vetypolttokennojen puhtaan sähkön tuotannon hyötysuhde on vain noin 50 %, kun taas sähkön ja lämmön yhteishyötysuhde voi nousta 85 %:iin.Vetypolttokennot tuottavat sähköä rakennuksiin, mutta hukkalämpö voidaan ottaa talteen lämmitykseen ja käyttöveteen.Vedyn kuljetuksessa rakennusterminaaleihin vetyä voidaan sekoittaa maakaasuun alle 20 % suhteellisen täydellisen kotitalouksien maakaasuputkiverkoston avulla ja kuljettaa tuhansiin kotitalouksiin.On arvioitu, että vuonna 2050 10 % maailman rakennusten lämmityksestä ja 8 % rakennusenergiasta tuotetaan vedyllä, mikä vähentää hiilidioksidipäästöjä 700 miljoonaa tonnia vuodessa.
Sähköalalla uusiutuvan energian epävakauden vuoksi vetyenergiasta voi tulla uusi energian varastointimuoto sähkö-vety-sähkön muuntamisen kautta.Alhaisen sähkönkulutuksen aikoina vetyä tuotetaan elektrolysoimalla vettä ylimääräisellä uusiutuvalla energialla, ja se varastoidaan korkeapaineisena kaasumaisena, matalalämpötilaisena nesteenä, orgaanisena nestemäisenä tai kiinteänä materiaalina;sähkönkulutuksen huippuaikoina varastoitu vety johdetaan polttoaineen läpi. Akut tai vetyturbiiniyksiköt tuottavat sähköä, joka syötetään yleiseen verkkoon.Vetyenergian varastoinnin mittakaava on suurempi, jopa miljoona kilowattia, ja varastointiaika on pidempi.Kausivarastointi voidaan toteuttaa aurinkoenergian, tuulienergian ja vesivarojen tuotantoeron mukaan.Elokuussa 2019 maani ensimmäinen megawattimittakaavainen vetyenergian varastointiprojekti käynnistettiin Lu'anissa Anhuin maakunnassa, ja se liitettiin onnistuneesti verkkoon sähköntuotantoa varten vuonna 2022.
Samaan aikaan sähkövetykytkennällä on myös tärkeä rooli nykyaikaisen energiajärjestelmän rakentamisessa kotimaassani.
Puhtaan ja vähähiilisen näkökulmasta katsottuna laajamittainen sähköistys on tehokas työkalu hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen monilla aloilla kotimaassani, kuten sähköajoneuvot kuljetusalalla korvaavat polttoaineajoneuvot ja sähkölämmitys rakennusalalla korvaamassa perinteisen kattilalämmityksen. .Joillakin toimialoilla on kuitenkin edelleen vaikea saavuttaa hiilidioksidipäästöjen vähentämistä suoran sähköistyksen avulla.Vaikeimpia toimialoja ovat teräs-, kemian-, maantie-, merenkulku- ja lentoliikenne.Vetyenergialla on energiapolttoaineen ja teollisuuden raaka-aineen kaksoisominaisuudet, ja sillä voi olla tärkeä rooli edellä mainituilla vaikeasti syvähiiltä poistettavissa alueilla.
Turvallisuuden ja tehokkuuden näkökulmasta ensinnäkin vetyenergia voi edistää uusiutuvan energian suuremman osuuden kehittämistä ja vähentää tehokkaasti maani riippuvuutta öljyn ja kaasun tuonnista.Energian tarjonnan ja kulutuksen alueellinen tasapaino maassani;lisäksi uusiutuvan energian sähkökustannusten alenemisen myötä vihreän sähkön ja vihreän vetyenergian taloudellisuus paranee, ja ne ovat laajalti hyväksyttyjä ja yleisessä käytössä;vetyenergia ja sähkö energiakeskittymina ovat enemmän Erilaisia energialähteitä, kuten lämpöenergiaa, kylmäenergiaa, polttoainetta jne., on helppo yhdistää toisiinsa yhdistettynä nykyaikaisen energiaverkon muodostamiseksi erittäin kestäväksi energiansyöttöjärjestelmäksi ja parantaa energiahuoltojärjestelmän tehokkuutta, taloudellisuutta ja varmuutta.
Kotimaani vetyenergiateollisuuden kehittäminen kohtaa edelleen haasteita
Edullisen ja vähäpäästöisen vihreän vedyn tuotanto on yksi vetyenergiateollisuuden tärkeimmistä haasteista.Uusien hiilidioksidipäästöjen lisäämättä jättämisen perusteella vedyn lähteen ongelman ratkaiseminen on vetyenergiateollisuuden kehityksen lähtökohta.Fossiilisen energian vedyn tuotanto ja teollinen sivutuotteen vetytuotanto ovat kypsiä ja kustannustehokkaita, ja ne pysyvät pääasiallisena vedyn lähteenä lyhyellä aikavälillä.Fossiilisen energian varat ovat kuitenkin rajalliset, ja vedyn tuotantoprosessissa on edelleen hiilidioksidipäästöongelma;teollisen sivutuotteen vetytuotannon tuotanto on rajallista ja syöttösäteilyetäisyys lyhyt.
Pitkällä aikavälillä vedyn tuotanto vesielektrolyysistä on helppo yhdistää uusiutuvaan energiaan, sillä on suurempi mittakaavapotentiaali, puhtaampi ja kestävämpi sekä potentiaalisin vihreän vedyn syöttötapa.Tällä hetkellä kotimaani emäksinen elektrolyysitekniikka on lähellä kansainvälistä tasoa ja on kaupallisen elektrolyysin valtavirtateknologiaa, mutta tulevaisuudessa on rajoitetusti tilaa kustannusten alentamiseen.Veden tuotantoon käytettävä protoninvaihtokalvoelektrolyysi on tällä hetkellä kallista, ja keskeisten laitteiden lokalisointiaste kasvaa vuosi vuodelta.Kiinteäoksidielektrolyysi on lähellä kaupallistamista kansainvälisesti, mutta kotimaassa se on vielä kuromisvaiheessa.
kotimaani vetyenergiateollisuuden ketjun toimitusjärjestelmä ei ole vielä valmis, ja laajamittaisten kaupallisten sovellusten välillä on edelleen aukko.Kotimaassani on rakennettu yli 200 hydrausasemaa, joista suurin osa on 35 MPa kaasumaisia hydrausasemia, ja 70 MPa korkeapainekaasuhydrausasemia, joilla on suurempi vedyn varastointikapasiteetti, on pieni osuus.Kokemuksen puute nestemäisen vedyn tankkausasemien ja integroitujen vedyn tuotanto- ja hydrausasemien rakentamisesta ja käytöstä.Tällä hetkellä vedyn kuljetus perustuu pääasiassa korkeapaineisiin kaasumaisiin pitkäputkiperävaunukuljetuksiin, ja putkikuljetus on edelleen heikko kohta.Tällä hetkellä vetyputkistojen mittarilukema on noin 400 kilometriä ja käytössä olevia putkistoja on vain noin 100 kilometriä.Putkiliikenteessä on myös mahdollisuus vetyhaurastumiseen vedyn karkaamisen vuoksi.Tulevaisuudessa on edelleen tarpeen parantaa putkimateriaalien kemiallisia ja mekaanisia ominaisuuksia.Nestemäisen vedyn varastointitekniikassa ja metallihydridivedyn varastointitekniikassa on edistytty merkittävästi, mutta tasapainoa vedyn varastointitiheyden, turvallisuuden ja kustannusten välillä ei ole ratkaistu, ja suurten kaupallisten sovellusten välillä on edelleen tietty ero.
Erikoistunut politiikkajärjestelmä ja moniosastoinen ja monialainen koordinointi- ja yhteistyömekanismi eivät ole vielä täydellisiä.Vetyenergiateollisuuden kehittämisen keskipitkän ja pitkän aikavälin suunnitelma (2021-2035) on ensimmäinen valtakunnallinen vetyenergian kehittämissuunnitelma, mutta erityissuunnitelmaa ja politiikkajärjestelmää on vielä parannettava.Jatkossa teollisuuden kehittämisen suuntaa, tavoitteita ja painopisteitä on edelleen selkeytettävä.Vetyenergiateollisuuden ketjuun kuuluu useita teknologioita ja teollisuudenaloja.Tällä hetkellä ongelmia on edelleen, kuten riittämätön tieteiden välinen yhteistyö ja riittämätön osastojen välinen koordinointimekanismi.Esimerkiksi vetyn tankkausasemien rakentaminen edellyttää useiden osastojen välistä yhteistyötä, kuten pääomaa, teknologiaa, infrastruktuuria ja vaarallisten kemikaalien valvontaa.Tällä hetkellä on ongelmia, kuten epäselvät toimivaltaiset viranomaiset, hyväksymisvaikeudet ja vetyominaisuudet ovat edelleen vain vaarallisia kemikaaleja, mikä on vakava uhka alan kehitykselle.suuria rajoituksia.
Uskomme, että teknologia, alustat ja kyvyt ovat kasvupisteitä, jotka tukevat maani vetyenergiateollisuuden kehitystä.
Ensinnäkin keskeisten ydinteknologioiden tasoa on jatkuvasti parannettava.Teknologiset innovaatiot ovat vetyenergiateollisuuden kehityksen ydin.Tulevaisuudessa kotimaani jatkaa keskeisten ydinteknologioiden tutkimuksen ja kehittämisen edistämistä vihreän ja vähähiilisen vetyenergian tuotannossa, varastoinnissa, kuljetuksessa ja soveltamisessa.Nopeuta protoninvaihtokalvopolttokennojen teknologista innovaatiota, kehitä keskeisiä materiaaleja, paranna keskeisiä suoritusindikaattoreita ja massatuotantokapasiteettia sekä jatka polttokennojen luotettavuuden, vakauden ja kestävyyden parantamista.Ydinkomponenttien ja keskeisten laitteiden tutkimusta ja kehitystä sekä valmistusta pyritään edistämään.Nopeuttaa uusiutuvan energian vedyn tuotannon muunnostehokkuuden ja vedyn tuotannon mittakaavan parantamista yhdellä laitteella ja tehdä läpimurtoja vetyenergiainfrastruktuurilinkin keskeisissä ydinteknologioissa.Jatka tutkimusta vetyenergian turvallisuuden peruslakeista.Edistää edelleen kehittynyttä vetyenergiateknologiaa, keskeisiä laitteita, esittelysovelluksia ja tärkeiden tuotteiden teollistamista sekä rakentaa korkealaatuinen kehitysteknologiajärjestelmä vetyenergiateollisuudelle.
Toiseksi meidän on keskityttävä teollisen innovaation tukialustan rakentamiseen.Vetyenergiateollisuuden kehittämisessä on keskityttävä avainalueisiin ja avainlinkkeihin sekä rakennettava monitasoinen ja monipuolinen innovaatioalusta.Tukea yliopistoja, tutkimuslaitoksia ja yrityksiä nopeuttamaan keskeisten laboratorioiden ja huippuluokan poikkitutkimusalustojen rakentamista sekä tekemään perustutkimusta vetyenergian sovelluksista ja huipputeknologian tutkimuksesta.Vuoden 2022 alussa kansallinen kehitys- ja uudistuskomissio ja opetusministeriö julkaisivat Pohjois-Kiinan sähkövoimayliopiston kansallisen energiavarastoteknologian teollisuuden ja koulutuksen integraatioinnovaatioalustaprojektin toteutettavuustutkimusraportin hyväksymisen. Electric Power University National Energy Storage Technology Teollisuuden ja koulutuksen integraatioinnovaatioalustaprojekti Se hyväksyttiin virallisesti ja siitä tuli ensimmäinen joukko korkeakouluja ja yliopistoja, jotka olivat "komennossa".Myöhemmin perustettiin virallisesti Pohjois-Kiinan sähkövoimayliopiston vetyenergiateknologian innovaatiokeskus.Innovaatioalusta ja innovaatiokeskus keskittyvät tekniseen tutkimukseen sähkökemiallisen energian varastoinnin, vetyenergian ja sen sovellusteknologian aloilla sähköverkossa ja edistävät aktiivisesti kansallisen vetyenergiateollisuuden kehitystä.
Kolmanneksi on edistettävä vetyenergian ammattilaisten ryhmän rakentamista.Vetyenergiateollisuuden teknologinen taso ja mittakaava ovat jatkaneet läpimurtoja.Vetyenergiateollisuudella on kuitenkin edessään suuri aukko osaajatiimissä, erityisesti vakava pula korkean tason innovatiivisista kyvyistä.Muutama päivä sitten Pohjois-Kiinan sähkövoimayliopiston julistama vetyenergiatieteen ja -tekniikan pääaine sisällytettiin virallisesti tavallisten korkeakoulujen ja yliopistojen perustutkinto-opintojen luetteloon, ja vetyenergian tiede ja tekniikka sisällytettiin uusi monitieteinen aihe.Tämä tieteenala ottaa vetovoimana voimatekniikan, tekniikan lämpöfysiikan, kemiantekniikan ja muut tieteenalat, integroi orgaanisesti vedyn tuotannon, vedyn varastoinnin ja kuljetuksen, vedyn turvallisuuden, vetyvoiman ja muiden vetyenergiamoduulien kursseja sekä suorittaa monipuolisia monitieteisiä perus- ja soveltava tutkimus.Se tarjoaa suotuisaa lahjakkuustukea maani energiarakenteen turvallisen muutoksen toteuttamiseen sekä maani vetyenergiateollisuuden ja energiateollisuuden kehittämiseen.
Postitusaika: 16.5.2022