La energía de hidrógeno es una energía limpia reconocida y es considerada como la energía secundaria más prometedora en el siglo XXI. La energía de hidrógeno jugará un papel importante en la resolución de crisis energéticas, el calentamiento global y la contaminación ambiental, y también se convertirá en una elección estratégica para mi país para optimizar su estructura de consumo energético y garantizar la seguridad de su suministro energético nacional. Se predice que la industria de refinación de petróleo, los vehículos de nuevas energías y la generación de energía limpia serán los mayores mercados terminales para la utilización de la energía de hidrógeno, entre los cuales el uso de hidrógeno industrial en la industria global de refinación de petróleo representará el 90% del consumo total de hidrógeno industrial a nivel mundial. Con los requisitos cada vez más estrictos de protección ambiental para los combustibles, las refinerías necesitarán más hidrógeno industrial para producir combustibles limpios de bajo azufre para la hidrogenación, lo que estimulará en gran medida el rápido crecimiento de la demanda de hidrógeno industrial.
1 Las nuevas energías son el cuerpo principal del consumo energético futuro
La energía de hidrógeno y la electricidad son ambas fuentes de energía secundarias importantes y las principales energías verdes y limpias en el futuro. La energía de hidrógeno tiene características de transmisión a larga distancia, almacenamiento a gran escala e intercambio hidrógeno-electricidad. La energía de hidrógeno y la electricidad se utilizan ampliamente en diversos campos como la industria, la agricultura, la electrónica, el acero y el uso civil. Todas tienen características de uso en picos y valles en diferentes momentos. El intercambio hidrógeno-electricidad es uno de los medios efectivos para resolver las fluctuaciones de picos y valles energéticos. La generación de energía con hidrógeno y la electrólisis del agua son clave para utilizar eficazmente las ventajas del intercambio hidrógeno-electricidad, aprovechar al máximo la interconexión inteligente y la complementariedad de la energía, y mejorar la eficiencia de utilización de la energía. Si hay un excedente a corto plazo de hidrógeno industrial durante el uso, se puede convertir en electricidad a través de la generación de energía para aliviar la escasez de electricidad; y la electrólisis del agua puede absorber la electricidad temporalmente abundante, compensar la escasez de energía eólica y fotovoltaica, y reducir la tasa de abandono de la energía eólica y fotovoltaica.
2 La energía de hidrógeno liderará la transformación del consumo futuro de nuevas energías
La industria de vehículos de celdas de combustible de hidrógeno iniciará el uso comercial de la energía de hidrógeno. En la actualidad, la energía de hidrógeno se ha aplicado a pequeña escala en vehículos de logística grandes, vehículos de transporte urbano, automóviles familiares e incluso trenes, bicicletas, aviones modelo, drones, etc. La energía de hidrógeno liderará la transformación de los vehículos de nuevas energías en el campo del transporte.
El desarrollo energético mundial se encuentra en el tercer período de transición de los combustibles fósiles hacia las nuevas energías, y el tipo de energía está evolucionando de alto carbono a bajo carbono y no carbono. Se predice que para el año 2050, la proporción de gas natural en la estructura de consumo energético superará por primera vez a la del petróleo y el carbón, y la energía mundial entrará en una nueva era de gas natural, petróleo, carbón y nuevas energías. La energía de hidrógeno representará aproximadamente el 20% del consumo energético total mundial y se espera que reduzca las emisiones de dióxido de carbono en 60×10 8 toneladas al año. El valor de producción anual de la cadena de la industria del hidrógeno alcanzará los 2.5 billones de dólares estadounidenses, y el mundo entrará en la era de la energía limpia.
3 La aplicación diversificada de la energía de hidrógeno promoverá el rápido desarrollo de las nuevas energías
3.1 La producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua se extenderá a lo largo de todo el proceso de desarrollo de la energía de hidrógeno
Con el desarrollo de la industria global del hidrógeno, la demanda de producción artificial de hidrógeno ha mostrado un crecimiento explosivo, y la tecnología de producción de hidrógeno está cambiando día a día. Aunque la producción de hidrógeno por gasificación de carbón también producirá una gran cantidad de CO2, seguirá siendo la mejor manera de producir hidrógeno a gran escala y a bajo costo debido a sus materias primas abundantes y bajo precio; los gases de escape del alto horno, los gases de cola químicos, etc., pueden lograr una recuperación de hidrógeno de bajo costo a través de la tecnología de adsorción por oscilación de presión (PSA); la tecnología de producción de hidrógeno solar (fotocatálisis, descomposición fototérmica) es la tecnología ideal de producción de hidrógeno en el futuro, pero está limitada por la eficiencia de conversión y problemas de costos, y se espera que sea difícil de lograr a escala antes de 2030.
Entre todos los métodos de producción artificial de hidrógeno, la electrólisis del agua puede absorber eficazmente la electricidad inestable, como la generada por la energía eólica y la energía fotovoltaica, así como otros excedentes de electricidad en horarios valle. Por lo tanto, recorrerá todo el proceso de desarrollo de la energía del hidrógeno y es una de las principales fuentes de hidrógeno industrial para la construcción de una "sociedad de energía del hidrógeno". Con el continuo desarrollo de la tecnología de producción de hidrógeno por electrólisis del agua y la gradual reducción de costos, la producción de hidrógeno por electrólisis del agua gradualmente cumplirá con los requisitos de comercialización y realizará la producción de hidrógeno distribuida. En el futuro, es posible producir hidrógeno de manera centralizada y suministrar hidrógeno de manera regional, o construir un pequeño dispositivo de producción de hidrógeno por electrólisis del agua en una sola estación de servicio para realizar la interconexión inteligente de la energía del hidrógeno.
Entre todos los métodos de producción artificial de hidrógeno, la electrólisis del agua puede absorber eficazmente la electricidad inestable, como la generada por la energía eólica y la energía fotovoltaica, así como otros excedentes de electricidad en horarios valle. Por lo tanto, recorrerá todo el proceso de desarrollo de la energía del hidrógeno y es una de las principales fuentes de hidrógeno industrial para la construcción de una "sociedad de energía del hidrógeno". Con el continuo desarrollo de la tecnología de producción de hidrógeno por electrólisis del agua y la gradual reducción de costos, la producción de hidrógeno por electrólisis del agua gradualmente cumplirá con los requisitos de comercialización y realizará la producción de hidrógeno distribuida. En el futuro, es posible producir hidrógeno de manera centralizada y suministrar hidrógeno de manera regional, o construir un pequeño dispositivo de producción de hidrógeno por electrólisis del agua en una sola estación de servicio para realizar la interconexión inteligente de la energía del hidrógeno.
3.2 El hidrógeno líquido es la principal forma de almacenamiento de hidrógeno en el futuro
En la actualidad, el hidrógeno industrial se almacena principalmente en estado gaseoso a alta presión. Debido a restricciones de costos, el almacenamiento líquido se utiliza menos y se utiliza principalmente en el campo aeroespacial. Sin embargo, a medida que la tecnología continúa madurando, se espera que el almacenamiento de hidrógeno líquido se convierta en la forma principal de almacenamiento de hidrógeno industrial en 2050.
3.3 Complementariedad de múltiples energías y sinergia de múltiples energías
Utilizando la energía del hidrógeno como un eslabón, la producción de hidrógeno a través de nuevas energías distribuidas como la energía eólica, la energía solar y la energía mareomotriz puede reducir el costo de producción de hidrógeno y realizar la complementariedad de múltiples energías y la sinergia de múltiples energías entre la energía del hidrógeno y las nuevas energías. La energía del hidrógeno puede utilizarse como una fuente de energía secundaria y como una tecnología de almacenamiento de energía, conectando una variedad de nuevas fuentes de energía. El desarrollo coordinado de la energía del hidrógeno y las nuevas energías, por un lado, se libera de la dependencia de los recursos fósiles tradicionales para producir hidrógeno, formando una forma más limpia y respetuosa con el medio ambiente de producir hidrógeno; por otro lado, integra varios tipos de nuevas energías y mejora la tasa de utilización del sistema energético.
Con el continuo avance de la tecnología industrial del hidrógeno y el continuo desarrollo de la economía del hidrógeno, el uso coordinado de nuevas energías y energías tradicionales de acuerdo con las condiciones locales, a través de la complementación mutua de múltiples fuentes de energía y microredes energéticas inteligentes, logrará un suministro coordinado inteligente de múltiples energías, aprovechará al máximo las ventajas combinadas de nuevas energías, gas natural, petróleo, carbón y otras fuentes de energía, y el plan para la construcción de una "sociedad de energía del hidrógeno" será más claro.
