Năng lượng hydro là một nguồn năng lượng sạch được công nhận và được biết đến là nguồn năng lượng phụ hứa hẹn nhất trong thế kỷ 21. Năng lượng hydro sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết khủng hoảng năng lượng, hiện tượng nóng lên toàn cầu và ô nhiễm môi trường, và cũng sẽ trở thành lựa chọn chiến lược để tối ưu hóa cấu trúc tiêu thụ năng lượng của đất nước tôi và đảm bảo an ninh cung cấp năng lượng quốc gia. Dự đoán rằng ngành công nghiệp lọc dầu, phương tiện giao thông sử dụng năng lượng mới và phát điện sạch sẽ là thị trường cuối cùng lớn nhất cho việc sử dụng năng lượng hydro, trong đó việc sử dụng hydro công nghiệp trong ngành công nghiệp lọc dầu toàn cầu sẽ chiếm 90% tổng lượng tiêu thụ hydro công nghiệp toàn cầu. Với yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng nghiêm ngặt đối với nhiên liệu, các nhà máy lọc dầu sẽ cần nhiều hydro công nghiệp hơn để sản xuất nhiên liệu sạch ít lưu huỳnh hơn cho quá trình hydro hóa, điều này sẽ kích thích mạnh mẽ sự tăng trưởng nhanh chóng của nhu cầu hydro công nghiệp.
1 Ứng dụng đa dạng của năng lượng hydro sẽ thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của năng lượng mới
Năng lượng hydro và điện đều là nguồn năng lượng phụ quan trọng và là nguồn năng lượng xanh và sạch chính trong tương lai. Năng lượng hydro có đặc tính truyền điện xa, lưu trữ quy mô lớn và trao đổi hydro-điện. Năng lượng hydro và điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, điện tử, thép và sử dụng dân dụ. Tất cả đều có đặc tính sử dụng đỉnh và thung lũng vào các thời điểm khác nhau. Trong đó, trao đổi hydro-điện là một trong những phương tiện hiệu quả để giải quyết biến động đỉnh và thung lũng năng lượng. Phát điện từ hydro và điện phân nước là chìa khóa để sử dụng hiệu quả ưu điểm của trao đổi hydro-điện, tận dụng mạnh mẽ sự kết nối thông minh và sự bổ sung của năng lượng, và cải thiện hiệu suất sử dụng năng lượng. Nếu có dư hydro công nghiệp trong thời gian ngắn khi sử dụng, nó có thể được chuyển đổi thành điện qua phát điện để giảm thiểu thiếu hụt điện; và điện phân nước có thể hấp thụ lượng điện tạm thời dư thừa, bù đắp cho thiếu hụt của năng lượng gió và năng lượng mặt trời và giảm tỷ lệ bỏ đi của năng lượng gió và năng lượng mặt trời.
2 Năng lượng hydro sẽ dẫn đầu cho quá trình chuyển đổi tiêu thụ năng lượng mới trong tương lai
Ngành công nghiệp xe ô tô chạy bằng năng lượng hydro sẽ khởi đầu việc sử dụng thương mại của năng lượng hydro. Hiện nay, năng lượng hydro đã được áp dụng một cách nhỏ gọn cho các phương tiện logistics lớn, các phương tiện giao thông đô thị, xe hơi gia đình, và thậm chí là tàu hỏa, xe đạp, máy bay mô hình, drone, v.v. Năng lượng hydro sẽ dẫn đầu cho quá trình chuyển đổi của các phương tiện tiêu dùng năng lượng mới trong lĩnh vực giao thông.
Thế giới đang trong giai đoạn chuyển đổi thứ ba từ dầu và khí đốt sang năng lượng mới, và loại năng lượng đang phát triển từ carbon cao sang carbon thấp và không carbon. Dự đoán rằng đến năm 2050, tỷ lệ của khí tự nhiên trong cấu trúc tiêu thụ năng lượng sẽ vượt qua tỷ lệ của dầu và than đá lần đầu tiên, và năng lượng trên thế giới sẽ bước vào một thời đại mới của khí tự nhiên, dầu, than đá và năng lượng mới. Năng lượng hydro chiếm khoảng 20% tổng lượng tiêu thụ năng lượng trên thế giới và dự kiến sẽ giảm lượng khí CO2 thải ra khoảng 60×10 8 tấn mỗi năm. Giá trị sản xuất hàng năm của chuỗi ngành công nghiệp hydro sẽ đạt 2.5 nghìn tỷ đô la Mỹ, và thế giới sẽ bước vào thời đại của năng lượng sạch.
3 Ứng dụng đa dạng của năng lượng hydro sẽ thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của năng lượng mới
3.1 Sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân nước sẽ chạy qua toàn bộ quá trình phát triển năng lượng hydro
Với sự phát triển của ngành công nghiệp hydro toàn cầu, nhu cầu về sản xuất hydro nhân tạo đã tăng mạnh, và công nghệ sản xuất hydro đang thay đổi từng ngày. Mặc dù sản xuất hydro từ khí đốt than cũng sẽ tạo ra một lượng lớn CO 2, nhưng vẫn là cách tốt nhất để sản xuất hydro trên quy mô lớn và giá thấp do nguyên liệu phong phú và giá thấp; khí thải lò cao, khí thải hầm lò hóa học, v.v. có thể đạt được việc phục hồi hydro giá thấp thông qua công nghệ hấp thụ dao động áp suất (PSA); công nghệ sản xuất hydro từ năng lượng mặt trời (quang hóa, phân hủy nhiệt) là công nghệ sản xuất hydro lý tưởng trong tương lai, nhưng bị hạn chế bởi hiệu suất chuyển đổi và vấn đề chi phí, và dự kiến sẽ khó thực hiện trên quy mô trước năm 2030.
Trong tất cả các phương pháp sản xuất hydro nhân tạo, điện phân nước có thể hiệu quả hấp thụ điện không ổn định như năng lượng gió và năng lượng mặt trời, cũng như các loại điện dư khác. Do đó, nó sẽ chạy qua toàn bộ quá trình phát triển năng lượng hydro và là một trong những nguồn chính của hydro công nghiệp để xây dựng một "xã hội hydro". Với sự phát triển liên tục của công nghệ sản xuất hydro điện phân nước và giảm dần chi phí, sản xuất hydro điện phân nước sẽ dần đáp ứng yêu cầu thương mại hóa và thực hiện sản xuất hydro phân tán. Trong tương lai, có thể sản xuất hydro theo cách tập trung và cung cấp hydro theo cách khu vực, hoặc xây dựng một thiết bị sản xuất hydro điện phân nước nhỏ tại một trạm xăng duy nhất để thực hiện kết nối thông minh của năng lượng hydro.
3.2 Hydro lỏng là hình thức chính của lưu trữ hydro trong tương lai
Hiện nay, hydro công nghiệp chủ yếu được lưu trữ dưới dạng khí áp cao. Do hạn chế về chi phí, lưu trữ lỏng ít được sử dụng và chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Tuy nhiên, khi công nghệ tiếp tục trưởng thành, dự kiến lưu trữ hydro lỏng sẽ trở thành hình thức lưu trữ chính của hydro công nghiệp vào năm 2050.
3.3 Bổ sung năng lượng đa dạng và tương hỗ năng lượng đa dạng
Sử dụng năng lượng hydro làm một liên kết, sản xuất hydro thông qua năng lượng phân tán mới như năng lượng gió, năng lượng mặt trời và năng lượng thủy triều có thể giảm chi phí sản xuất hydro và thực hiện sự bổ sung năng lượng đa dạng và tương hỗ năng lượng đa dạng giữa năng lượng hydro và năng lượng mới. Năng lượng hydro có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng phụ và như một công nghệ lưu trữ năng lượng, kết nối nhiều nguồn năng lượng mới. Sự phát triển phối hợp giữa năng lượng hydro và năng lượng mới, một mặt, loại bỏ sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên hóa thạch truyền thống để sản xuất hydro, hình thành một cách mới sạch sẽ và thân thiện với môi trường để sản xuất hydro; mặt khác, tích hợp các loại năng lượng mới và cải thiện tỷ lệ sử dụng hệ thống năng lượng.
Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ công nghiệp hydro và sự phát triển liên tục của nền kinh tế năng lượng hydro, việc sử dụng phối hợp giữa năng lượng mới và năng lượng truyền thống phù hợp với điều kiện địa phương, thông qua sự bổ sung lẫn nhau của nhiều nguồn năng lượng và các lưới điện thông minh, sẽ đạt được cung cấp đa dạng năng lượng thông minh, tận dụng đầy đủ ưu điểm kết hợp của năng lượng mới, khí tự nhiên, dầu, than và các nguồn năng lượng khác, và bản thiết kế cho việc xây dựng một "xã hội hydro" sẽ rõ ràng hơn.
