A energia do hidrogênio é uma energia limpa reconhecida e é conhecida como a energia secundária mais promissora no século XXI. A energia do hidrogênio desempenhará um papel importante na resolução das crises energéticas, do aquecimento global e da poluição ambiental, e também se tornará uma escolha estratégica para o meu país otimizar sua estrutura de consumo de energia e garantir a segurança do seu abastecimento energético nacional. Prevê-se que a indústria de refino de petróleo, veículos de nova energia e geração de energia limpa sejam os maiores mercados terminais para a utilização da energia do hidrogênio, entre os quais o uso de hidrogênio industrial na indústria global de refino de petróleo representará 90% do consumo total de hidrogênio industrial global. Com os requisitos cada vez mais rigorosos de proteção ambiental para combustíveis, as refinarias precisarão de mais hidrogênio industrial para produzir combustíveis limpos de baixo teor de enxofre para hidrogenação, o que estimulará grandemente o rápido crescimento da demanda de hidrogênio industrial.
1 A nova energia é o principal corpo do consumo futuro de energia
A energia do hidrogênio e a eletricidade são ambas fontes de energia secundárias importantes e as principais energias verdes e limpas no futuro. A energia do hidrogênio tem características de transmissão de longa distância, armazenamento em grande escala e intercâmbio hidrogênio-eletricidade. A energia do hidrogênio e a eletricidade são amplamente utilizadas em diversos campos, como indústria, agricultura, eletrônica, aço e uso civil. Todas têm características de uso de pico e vale em diferentes momentos. O intercâmbio hidrogênio-eletricidade é um dos meios eficazes para resolver as flutuações de pico e vale de energia. A geração de energia a hidrogênio e a eletrólise da água são a chave para utilizar efetivamente as vantagens do intercâmbio hidrogênio-eletricidade, aproveitando ao máximo a interconexão inteligente e a complementaridade de energia, e melhorando a eficiência de utilização de energia. Se houver um excedente temporário de hidrogênio industrial durante o uso, ele pode ser convertido em eletricidade por meio de geração de energia para aliviar a escassez de eletricidade; e a eletrólise da água pode absorver a eletricidade temporariamente abundante, compensar a escassez de energia eólica e fotovoltaica e reduzir a taxa de abandono de energia eólica e fotovoltaica.
2 A energia do hidrogênio liderará a transformação futura do consumo de nova energia
A indústria de veículos com célula de combustível de hidrogênio dará início ao uso comercial da energia do hidrogênio. Atualmente, a energia do hidrogênio tem sido aplicada em pequena escala em grandes veículos de logística, veículos de transporte urbano, carros familiares e até mesmo trens, bicicletas, aviões modelo, drones, etc. A energia do hidrogênio liderará a transformação dos veículos de nova energia no campo do transporte.
O desenvolvimento energético mundial está no terceiro período de transição do petróleo e gás para a nova energia, e o tipo de energia está se desenvolvendo de alto carbono para baixo carbono e não carbono. Prevê-se que até 2050, a proporção de gás natural na estrutura de consumo de energia ultrapassará a do petróleo e do carvão pela primeira vez, e a energia mundial entrará em uma nova era de gás natural, petróleo, carvão e nova energia. A energia do hidrogênio representa cerca de 20% do consumo total de energia do mundo e espera-se que reduza as emissões de dióxido de carbono em 60×10 8 t por ano. O valor anual da cadeia da indústria do hidrogênio atingirá 2,5 trilhões de dólares americanos, e o mundo entrará na era da energia limpa.
3 A aplicação diversificada da energia do hidrogênio promoverá o rápido desenvolvimento da nova energia
3.1 A produção de hidrogênio por eletrólise da água percorrerá todo o processo de desenvolvimento da energia do hidrogênio
Com o desenvolvimento da indústria global do hidrogênio, a demanda por produção de hidrogênio artificial tem mostrado um crescimento explosivo, e a tecnologia de produção de hidrogênio está mudando a cada dia. Embora a produção de hidrogênio por gaseificação de carvão também produza uma grande quantidade de CO2, ainda será a melhor maneira de produzir hidrogênio em grande escala e a baixo custo devido aos seus abundantes matérias-primas e baixo preço; gases de alto-forno, gases de cauda química, etc. podem alcançar a recuperação de hidrogênio de baixo custo através da tecnologia de adsorção por balanço de pressão (PSA); a tecnologia de produção de hidrogênio solar (fotocatálise, decomposição fototérmica) é a tecnologia ideal de produção de hidrogênio no futuro, mas é limitada pela eficiência de conversão e questões de custo, e espera-se que seja difícil de alcançar em escala antes de 2030.
Entre todos os métodos artificiais de produção de hidrogênio, a eletrólise da água pode absorver efetivamente eletricidade instável, como a geração de energia eólica e fotovoltaica, bem como outros excedentes de eletricidade do vale. Portanto, ela percorrerá todo o processo de desenvolvimento da energia do hidrogênio e é uma das principais fontes de hidrogênio industrial para a construção de uma "sociedade do hidrogênio". Com o contínuo desenvolvimento da tecnologia de produção de hidrogênio por eletrólise da água e a gradual redução dos custos, a produção de hidrogênio por eletrólise da água atenderá gradualmente aos requisitos de comercialização e realizará a produção de hidrogênio distribuída. No futuro, será possível produzir hidrogênio de forma centralizada e fornecer hidrogênio de forma regional, ou construir um pequeno dispositivo de produção de hidrogênio por eletrólise da água em um único posto de gasolina para realizar a interconexão inteligente da energia do hidrogênio.
3.2 O hidrogênio líquido é a principal forma de armazenamento de hidrogênio no futuro
Atualmente, o hidrogênio industrial é principalmente armazenado em estado gasoso de alta pressão. Devido a restrições de custo, o armazenamento líquido é menos utilizado e é principalmente usado no campo aeroespacial. No entanto, à medida que a tecnologia continua a amadurecer, espera-se que o armazenamento de hidrogênio líquido se torne a principal forma de armazenamento de hidrogênio industrial em 2050.
3.3 Complementaridade de multi-energia e sinergia de multi-energia
Usando a energia do hidrogênio como um elo, a produção de hidrogênio através de novas energias distribuídas como a energia eólica, energia solar e energia das marés pode reduzir o custo da produção de hidrogênio e realizar a complementaridade de multi-energia e a sinergia de multi-energia entre a energia do hidrogênio e as novas energias. A energia do hidrogênio pode ser usada como uma fonte de energia secundária e como uma tecnologia de armazenamento de energia, conectando uma variedade de novas fontes de energia. O desenvolvimento coordenado da energia do hidrogênio e das novas energias, por um lado, elimina a dependência de recursos fósseis tradicionais para produzir hidrogênio, formando uma maneira mais limpa e ambientalmente amigável de produzir hidrogênio; por outro lado, integra vários tipos de novas energias e melhora a taxa de utilização do sistema de energia.
Com o contínuo avanço da tecnologia industrial do hidrogênio e o desenvolvimento contínuo da economia do hidrogênio, o uso coordenado de novas energias e energias tradicionais de acordo com as condições locais, através da complementação mútua de múltiplas fontes de energia e microrredes inteligentes de energia, alcançará o fornecimento coordenado inteligente de multi-energia, aproveitará ao máximo as vantagens combinadas de novas energias, gás natural, petróleo, carvão e outras fontes de energia, e o plano para a construção de uma "sociedade do hidrogênio" será mais claro.
