Energi hidrogen adalah energi bersih yang diakui dan dikenal sebagai energi sekunder yang paling menjanjikan di abad ke-21. Energi hidrogen akan memainkan peran penting dalam mengatasi krisis energi, pemanasan global, dan polusi lingkungan, dan juga akan menjadi pilihan strategis bagi negara saya untuk mengoptimalkan struktur konsumsi energinya dan memastikan keamanan pasokan energi nasionalnya. Diprediksi bahwa industri pengolahan minyak, kendaraan energi baru, dan pembangkit listrik energi bersih akan menjadi pasar terminal terbesar untuk pemanfaatan energi hidrogen, di antaranya penggunaan hidrogen industri dalam industri pengolahan minyak global akan menyumbang 90% dari total konsumsi hidrogen industri global. Dengan persyaratan perlindungan lingkungan yang semakin ketat untuk bahan bakar, kilang akan membutuhkan lebih banyak hidrogen industri untuk menghasilkan bahan bakar bersih rendah belerang untuk hidrogenasi, yang akan sangat merangsang pertumbuhan cepat permintaan hidrogen industri.
1 Energi baru adalah tulang punggung konsumsi energi masa depan
Energi hidrogen dan listrik sama-sama merupakan sumber energi sekunder penting dan energi hijau dan bersih utama di masa depan. Energi hidrogen memiliki karakteristik transmisi jarak jauh, penyimpanan berskala besar, dan pertukaran hidrogen-listrik. Energi hidrogen dan listrik banyak digunakan dalam berbagai bidang seperti industri, pertanian, elektronik, baja, dan penggunaan sipil. Mereka semua memiliki karakteristik penggunaan puncak dan lembah pada waktu yang berbeda. Pertukaran hidrogen-listrik adalah salah satu cara efektif untuk mengatasi fluktuasi puncak dan lembah energi. Pembangkit listrik hidrogen dan elektrolisis air adalah kunci untuk memanfaatkan keuntungan pertukaran hidrogen-listrik secara efektif, memanfaatkan koneksi cerdas dan saling melengkapi energi, dan meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi. Jika terdapat kelebihan hidrogen industri dalam jangka pendek selama penggunaan, dapat diubah menjadi listrik melalui pembangkit listrik untuk meredakan kekurangan listrik; dan elektrolisis air dapat menyerap listrik yang berlebihan sementara, mengatasi kekurangan energi angin dan energi fotovoltaik yang fluktuatif, dan mengurangi tingkat pemborosan energi angin dan fotovoltaik.
2 Energi hidrogen akan memimpin transformasi konsumsi energi baru di masa depan
Industri kendaraan sel bahan bakar hidrogen akan memulai penggunaan komersial energi hidrogen. Saat ini, energi hidrogen telah diterapkan dalam skala kecil pada kendaraan logistik besar, kendaraan transportasi perkotaan, mobil keluarga, dan bahkan kereta, sepeda, pesawat model, drone, dll. Energi hidrogen akan memimpin transformasi kendaraan energi baru di bidang transportasi.
Pembangunan energi dunia berada dalam periode transisi ketiga dari minyak dan gas ke energi baru, dan jenis energi berkembang dari karbon tinggi menjadi karbon rendah dan non-karbon. Diprediksi bahwa pada tahun 2050, proporsi gas alam dalam struktur konsumsi energi akan melebihi minyak dan batu bara untuk pertama kalinya, dan energi dunia akan memasuki era baru gas alam, minyak, batu bara, dan energi baru. Energi hidrogen menyumbang sekitar 20% dari total konsumsi energi dunia dan diharapkan dapat mengurangi emisi karbon dioksida sebesar 60×10 8 t per tahun. Nilai produksi tahunan rantai industri hidrogen akan mencapai 2,5 triliun dolar AS, dan dunia akan memasuki era energi bersih.
3 Aplikasi yang beragam dari energi hidrogen akan mempromosikan perkembangan cepat energi baru
3.1 Produksi hidrogen melalui elektrolisis air akan melalui seluruh proses pengembangan energi hidrogen
Dengan perkembangan industri hidrogen global, permintaan produksi hidrogen buatan telah menunjukkan pertumbuhan yang sangat cepat, dan teknologi produksi hidrogen terus berubah dari hari ke hari. Meskipun produksi hidrogen gasifikasi batubara juga akan menghasilkan sejumlah besar CO 2 , itu masih akan menjadi cara terbaik untuk memproduksi hidrogen secara besar-besaran dan dengan biaya rendah karena bahan baku yang melimpah dan harga rendah; gas buang tanur tinggi, gas ekor kimia, dll. dapat mencapai pemulihan hidrogen dengan biaya rendah melalui teknologi adsorpsi ayunan tekanan (PSA); teknologi produksi hidrogen surya (fotokatalisis, dekomposisi fototermal) adalah teknologi produksi hidrogen ideal di masa depan, tetapi terbatas oleh efisiensi konversi dan masalah biaya, dan diperkirakan sulit untuk mencapai skala sebelum 2030.
Di antara semua metode produksi hidrogen buatan, elektrolisis air dapat efektif menyerap listrik yang tidak stabil seperti listrik angin dan listrik fotovoltaik, serta listrik lembah surplus lainnya. Oleh karena itu, ini akan berjalan melalui seluruh proses pengembangan energi hidrogen dan merupakan salah satu sumber utama hidrogen industri untuk membangun "masyarakat energi hidrogen". Dengan perkembangan teknologi produksi hidrogen elektrolisis air yang terus berlanjut dan pengurangan biaya secara bertahap, produksi hidrogen elektrolisis air akan secara bertahap memenuhi persyaratan komersialisasi dan mewujudkan produksi hidrogen terdistribusi. Di masa depan, mungkin untuk memproduksi hidrogen secara terpusat dan menyediakan hidrogen secara regional, atau membangun perangkat produksi hidrogen elektrolisis air kecil di satu pompa bensin untuk mewujudkan interkoneksi cerdas energi hidrogen.
3.2 Hidrogen cair adalah bentuk penyimpanan utama hidrogen di masa depan
Saat ini, hidrogen industri utamanya disimpan dalam keadaan gas bertekanan tinggi. Karena kendala biaya, penyimpanan cair kurang digunakan dan terutama digunakan di bidang kedirgantaraan. Namun, seiring teknologi terus matang, diharapkan penyimpanan hidrogen cair akan menjadi bentuk penyimpanan utama hidrogen industri pada tahun 2050.
3.3 Komplementaritas Multi-energi dan Sinergi Multi-energi
Dengan menggunakan energi hidrogen sebagai penghubung, produksi hidrogen melalui energi baru terdistribusi seperti energi angin, energi surya, dan energi pasang surut dapat mengurangi biaya produksi hidrogen dan mewujudkan komplementaritas multi-energi dan sinergi multi-energi antara energi hidrogen dan energi baru. Energi hidrogen dapat digunakan sebagai sumber energi sekunder dan sebagai teknologi penyimpanan energi, menghubungkan berbagai sumber energi baru. Pengembangan terkoordinasi energi hidrogen dan energi baru, di satu sisi, terbebas dari ketergantungan pada sumber daya fosil tradisional untuk memproduksi hidrogen, membentuk cara baru yang lebih bersih dan ramah lingkungan untuk memproduksi hidrogen; di sisi lain, mengintegrasikan berbagai jenis energi baru dan meningkatkan tingkat pemanfaatan sistem energi.
Dengan kemajuan terus menerus dari teknologi industri hidrogen dan perkembangan terus menerus dari ekonomi energi hidrogen, penggunaan bersama energi baru dan energi tradisional sesuai dengan kondisi lokal, melalui saling melengkapi dari beberapa sumber energi dan mikrogri energi cerdas, akan mencapai pasokan terkoordinasi multi-energi cerdas, memanfaatkan sepenuhnya keuntungan gabungan dari energi baru, gas alam, minyak, batubara, dan sumber energi lainnya, dan cetak biru untuk pembangunan "masyarakat energi hidrogen" akan lebih jelas.
