Водородная энергия признана чистой энергией и считается наиболее многообещающим вторичным источником энергии в 21 веке. Водородная энергия сыграет важную роль в решении энергетических кризисов, глобального потепления и экологического загрязнения, а также станет стратегическим выбором для моей страны в оптимизации структуры потребления энергии и обеспечении безопасности национального энергетического снабжения. Предполагается, что нефтеперерабатывающая промышленность, новые энергетические транспортные средства и чистое энергетическое производство станут крупнейшими терминальными рынками для использования водородной энергии, среди которых использование промышленного водорода в мировой нефтеперерабатывающей промышленности составит 90% от общего мирового потребления промышленного водорода. С ужесточением требований к экологической защите топлива рефинерии будут нуждаться в большем количестве промышленного водорода для производства низкосернистых чистых топлив для гидрогенизации, что значительно стимулирует быстрый рост спроса на промышленный водород.
1 Новая энергия является основным элементом будущего потребления энергии
Водородная энергия и электричество являются важными вторичными источниками энергии и основными зелеными и чистыми источниками энергии в будущем. Водородная энергия обладает характеристиками дальней передачи, крупномасштабного хранения и взаимозаменяемости водородом и электричеством. Водородная энергия и электричество широко используются в различных областях, таких как промышленность, сельское хозяйство, электроника, сталь и гражданское использование. Все они имеют характеристики пикового и внепикового использования в разное время. Водородо-электрический обмен является одним из эффективных способов решения колебаний энергии в пиковые и внепиковые периоды. Водородная энергетика и водородная электролизная установка являются ключом к эффективному использованию преимуществ водородо-электрического обмена, полностью раскрывая интеллектуальное взаимодействие и взаимодополнение энергии, и повышая эффективность использования энергии. Если в процессе использования возникает кратковременный избыток промышленного водорода, его можно преобразовать в электричество путем генерации энергии для смягчения дефицита электроэнергии; а водородная электролизная установка может поглотить временно избыточное электричество, компенсировать дефицит ветровой и фотоэлектрической энергии и снизить уровень отказа от ветровой и фотоэлектрической энергии.
2 Водородная энергия будет определять будущее преобразование потребления новой энергии
Промышленность водородных топливных элементов начнет коммерческое использование водородной энергии. В настоящее время водородная энергия применяется в небольшом масштабе в крупных логистических транспортных средствах, городском транспорте, семейных автомобилях, а также поездах, велосипедах, модельных самолетах, беспилотниках и т. д. Водородная энергия будет лидировать в трансформации новых энергетических транспортных средств.
Развитие энергетики мира находится в третьем переходном периоде от нефти и газа к новым источникам энергии, и типы энергии развиваются от высокоуглеродистых к низкоуглеродистым и некарбоновым. Предполагается, что к 2050 году доля природного газа в структуре потребления энергии впервые превысит долю нефти и угля, и мир войдет в новую эру природного газа, нефти, угля и новых источников энергии. Водородная энергия составит около 20% от общего объема энергопотребления мира и позволит сократить выбросы углекислого газа на 60×10 8 тонн в год. Годовой объем производства водородной энергетической цепочки достигнет 2,5 триллиона долларов США, и мир войдет в эру чистой энергии.
3 Разнообразное применение водородной энергии способствует быстрому развитию новой энергии
3.1 Производство водорода методом электролиза воды будет прослеживаться на протяжении всего процесса развития водородной энергии
С развитием мировой водородной промышленности спрос на искусственное производство водорода показал взрывной рост, и технология производства водорода меняется с каждым днем. Хотя при производстве водорода из углеводородов также выделяется большое количество CO2, это все равно будет лучшим способом производства водорода в больших масштабах и по низкой цене из-за его обилия сырья и низкой цены; доменные дымовые газы, химические отходы и т. д. могут обеспечить низкозатратное восстановление водорода с помощью технологии десорбции под действием давления (PSA); технология солнечного производства водорода (фотокатализ, фототермальное разложение) является идеальной технологией производства водорода в будущем, но она ограничена эффективностью преобразования и проблемами стоимости, и ожидается, что масштабирование будет затруднительным до 2030 года.
Среди всех методов искусственного производства водорода электролиз воды может эффективно поглощать нестабильную электроэнергию, такую как ветровая и солнечная энергия, а также другую избыточную ночную электроэнергию. Поэтому он пройдет через весь процесс развития водородной энергетики и является одним из основных источников промышленного водорода для создания "водородного энергетического общества". С непрерывным развитием технологии производства водорода электролизом воды и постепенным снижением затрат производства, производство водорода электролизом воды постепенно будет соответствовать требованиям коммерциализации и реализует распределенное производство водорода. В будущем возможно централизованное производство водорода и поставка водорода региональным образом, или построение небольшого устройства для производства водорода электролизом воды на одной заправочной станции для реализации интеллектуальной взаимосвязи водородной энергии.
3.2 Жидкий водород - основная форма хранения водорода в будущем
В настоящее время промышленный водород в основном хранится в виде высокого давления газообразного состояния. Из-за ограничений по стоимости, жидкое хранение используется реже и в основном применяется в авиационной отрасли. Однако по мере совершенствования технологий ожидается, что жидкое хранение водорода станет основной формой хранения промышленного водорода к 2050 году.
3.3 Многоэнергетическое дополнение и синергия множества энергии
Используя водородную энергию как связующее звено, производство водорода через распределенные новые источники энергии, такие как ветряная энергия, солнечная энергия и приливная энергия, может снизить стоимость производства водорода и реализовать многоэнергетическую взаимодополняемость и синергию между водородной энергией и новыми источниками энергии. Водородная энергия может использоваться как вторичный источник энергии и как технология хранения энергии, соединяя различные новые источники энергии. Согласованное развитие водородной энергии и новых источников энергии, с одной стороны, избавляет от зависимости от традиционных ископаемых ресурсов для производства водорода, формируя более чистый и экологически более дружелюбный новый способ производства водорода; с другой стороны, интегрирует различные типы новых источников энергии и повышает уровень использования энергетической системы.
С непрерывным развитием промышленной технологии водорода и непрерывным развитием водородной энергетики, согласованное использование новой энергии и традиционной энергии в соответствии с местными условиями, через взаимное дополнение множественных источников энергии и энергетических интеллектуальных микросетей, будет достигнуто многоэнергетическое интеллектуальное согласованное снабжение, полностью раскрывающее комбинированные преимущества новой энергии, природного газа, нефти, угля и других источников энергии, и план строительства "водородного энергетического общества" станет более ясным.
