Waterstofenergie is een erkende schone energie en wordt beschouwd als de meest veelbelovende secundaire energie in de 21e eeuw. Waterstofenergie zal een belangrijke rol spelen bij het oplossen van energiecrises, de opwarming van de aarde en milieuproblemen, en zal ook een strategische keuze worden voor mijn land om zijn energieverbruiksstructuur te optimaliseren en de veiligheid van zijn nationale energievoorziening te waarborgen. Naar verwachting zullen de olie-industrie, nieuwe energievoertuigen en schone energieopwekking de grootste eindmarkten zijn voor het gebruik van waterstofenergie, waarbij het gebruik van industriële waterstof in de wereldwijde olie-industrie 90% van het totale wereldwijde industriële waterstofverbruik zal uitmaken. Met de steeds strengere milieubeschermingseisen voor brandstoffen zullen raffinaderijen meer industriële waterstof nodig hebben om laagzwavelige schone brandstoffen voor waterstofatie te produceren, wat de snelle groei van de vraag naar industriële waterstof aanzienlijk zal stimuleren.
1 Nieuwe energie is de hoofdmoot van toekomstig energieverbruik
Waterstofenergie en elektriciteit zijn beide belangrijke secundaire energiebronnen en de belangrijkste groene en schone energie in de toekomst. Waterstofenergie heeft de kenmerken van langeafstandstransmissie, grootschalige opslag en waterstof-elektriciteit uitwisseling. Waterstofenergie en elektriciteit worden veel gebruikt in verschillende sectoren zoals industrie, landbouw, elektronica, staal en civiel gebruik. Ze hebben allemaal de kenmerken van piek- en dalgebruik op verschillende tijdstippen. Waterstof-elektriciteit uitwisseling is een van de effectieve middelen om energiepieken en -dalen op te lossen. Waterstofenergieopwekking en waterelektrolyse zijn de sleutel tot het effectief benutten van de voordelen van waterstof-elektriciteit uitwisseling, waarbij volledig gebruik wordt gemaakt van de intelligente interconnectie en complementariteit van energie, en de energiebenuttingsefficiëntie wordt verbeterd. Als er op korte termijn een overschot aan industriële waterstof is tijdens gebruik, kan dit worden omgezet in elektriciteit via energieopwekking om het tekort aan elektriciteit te verlichten; en waterelektrolyse kan de tijdelijk overvloedige elektriciteit opnemen, tekorten aan wind- en fotovoltaïsche energiefluctuaties compenseren, en het verlatingspercentage van wind- en fotovoltaïsche energie verminderen.
2 Waterstofenergie zal de toekomstige transformatie van het energieverbruik leiden
De waterstof-brandstofcelvoertuigindustrie zal de commerciële toepassing van waterstofenergie op gang brengen. Op dit moment wordt waterstofenergie op kleine schaal toegepast op grote logistieke voertuigen, stadsvervoersvoertuigen, gezinsauto's, en zelfs treinen, fietsen, modelvliegtuigen, drones, enz. Waterstofenergie zal de transformatie van nieuwe energievoertuigen in het transportveld leiden.
De energieontwikkeling van de wereld bevindt zich in de derde overgangsperiode van olie en gas naar nieuwe energie, en het energietype ontwikkelt zich van hoog koolstof naar laag koolstof en niet-koolstof. Naar verwachting zal tegen 2050 het aandeel van aardgas in de energieverbruiksstructuur voor het eerst dat van olie en steenkool overtreffen, en zal de energie van de wereld een nieuw tijdperk van aardgas, olie, steenkool en nieuwe energie ingaan. Waterstofenergie neemt ongeveer 20% van het totale energieverbruik van de wereld in beslag en zal naar verwachting de uitstoot van kooldioxide met 60×10 8 t per jaar verminderen. De jaarlijkse waarde van de waterstofindustrieketen zal 2,5 biljoen dollar bereiken, en de wereld zal het tijdperk van schone energie betreden.
3 De gediversifieerde toepassing van waterstofenergie zal de snelle ontwikkeling van nieuwe energie bevorderen
3.1 Waterstofproductie door waterelektrolyse zal het hele proces van waterstofenergieontwikkeling doorkruisen
Met de ontwikkeling van de wereldwijde waterstofindustrie is de vraag naar kunstmatige waterstofproductie explosief gegroeid, en verandert de waterstofproductietechnologie met de dag. Hoewel waterstofproductie door kolenvergassing ook een grote hoeveelheid CO2 zal produceren, zal het nog steeds de beste manier zijn om waterstof op grote schaal en tegen lage kosten te produceren vanwege de overvloedige grondstoffen en lage prijs; hoogovenrookgas, chemisch restgas, enz. kunnen via drukzwaai-adsorptietechnologie (PSA) een goedkope waterstofterugwinning bereiken; zonne-waterstofproductietechnologie (fotokatalyse, fotothermische ontleding) is de ideale waterstofproductietechnologie in de toekomst, maar wordt beperkt door conversie-efficiëntie en kostenkwesties, en het zal naar verwachting moeilijk zijn om schaal te bereiken vóór 2030.
Onder alle kunstmatige waterstofproductiemethoden kan waterelektrolyse effectief instabiele elektriciteit zoals windenergie en fotovoltaïsche energie absorberen, evenals andere overtollige daluren elektriciteit. Daarom zal het door het hele proces van waterstofenergieontwikkeling lopen en is het een van de belangrijkste bronnen van industriële waterstof voor het opbouwen van een "waterstofenergiesamenleving". Met de voortdurende ontwikkeling van waterelektrolyse waterstofproductietechnologie en de geleidelijke kostenverlaging, zal waterelektrolyse waterstofproductie geleidelijk voldoen aan de eisen van commercialisering en gedistribueerde waterstofproductie realiseren. In de toekomst is het mogelijk om waterstof op een gecentraliseerde manier te produceren en op regionale wijze te leveren, of om een klein waterelektrolyse waterstofproductieapparaat bij een enkel tankstation te bouwen om de intelligente interconnectie van waterstofenergie te realiseren.
3.2 Vloeibare waterstof is de belangrijkste vorm van waterstofopslag in de toekomst
Op dit moment wordt industriële waterstof voornamelijk opgeslagen in een hoge druk gasvorm. Vanwege kostenbeperkingen wordt vloeibare opslag minder gebruikt en wordt voornamelijk gebruikt in de ruimtevaartsector. Echter, naarmate de technologie blijft rijpen, wordt verwacht dat vloeibare waterstofopslag de belangrijkste opslagvorm van industriële waterstof zal worden in 2050.
3.3 Multi-energie complementariteit en multi-energie synergie
Door waterstofenergie te gebruiken als een schakel, kan waterstofproductie via gedistribueerde nieuwe energiebronnen zoals windenergie, zonne-energie en getijdenenergie de kosten van waterstofproductie verlagen en multi-energie complementariteit en multi-energie synergie tussen waterstofenergie en nieuwe energie realiseren. Waterstofenergie kan worden gebruikt als een secundaire energiebron en als een energieopslagtechnologie, die verschillende nieuwe energiebronnen met elkaar verbindt. De gecoördineerde ontwikkeling van waterstofenergie en nieuwe energie, aan de ene kant, bevrijdt ons van de afhankelijkheid van traditionele fossiele hulpbronnen om waterstof te produceren, waardoor een schonere en milieuvriendelijkere nieuwe manier van waterstofproductie ontstaat; aan de andere kant integreert het verschillende soorten nieuwe energie en verbetert het de benuttingsgraad van het energiesysteem.
Met de voortdurende vooruitgang van de waterstofindustriële technologie en de voortdurende ontwikkeling van de waterstofenergie-economie, zal het gecoördineerde gebruik van nieuwe energie en traditionele energie volgens lokale omstandigheden, via de wederzijdse aanvulling van meerdere energiebronnen en energie-intelligente microgrids, multi-energie intelligente gecoördineerde levering bereiken, ten volle profiteren van de gecombineerde voordelen van nieuwe energie, aardgas, olie, steenkool en andere energiebronnen, en de blauwdruk voor de bouw van een "waterstofenergiesamenleving" zal duidelijker worden.
