中国石油天然气运输公司
运输公司 > 行业资讯
氢能经济是实现碳中和的重要路径
打印 2021-04-29 18:31:58 字体: [大] [中] [小]

    我国实施碳达峰、碳中和,归根结底是能源转型问题。换言之,我国需要通过科技创新推动能源革命和绿色改造,即大力发展氢能等清洁能源,加快推进火电、交通、工业等重点行业和重要领域绿色改造。

  大力发展氢能是不二之选

  十九世纪,煤炭和蒸汽机火车引发了欧洲工业革命;二十世纪,石油和内燃机汽车促成了美国经济腾飞;二十一世纪,以氢能和燃料电池为基础的氢能经济有望成为人类可持续发展的理想选择,并为我国发挥后发优势、实践新型工业化道路、实现技术跨越式发展提供了历史机遇。

  氢能是世界上最清洁的能源,目前在制氢环节,国内外制氢技术至今没有摆脱两步法的电解水路径依赖,存在高能耗、高成本弊端。其中,煤制氢成本相对较低,约10元/公斤,但煤制氢存在二氧化碳和污染物排放问题。可再生能源电解水制氢无二氧化碳和污染物排放,但成本较高,即使可再生能源电价降到0.3元/度,制氢成本也在30元/公斤左右(包括电费、设备及运行成本),是煤制氢的2-3倍,因此可再生能源制氢目前还不能支撑氢能大规模发展。相比之下,等离激元绿色制氢成本不到光伏发电电解水制氢成本的1/3。

  等离激元绿色制氢技术是利用金属纳米催化剂的等离激元局域能量增强效应,模拟自然界光合作用,以太阳光或工业废热为主要能量,不需要消耗一次能源,不需要消耗电能,只经过催化反应即可激活水的化学键,一步分解水并生成氢气,一步实现能量转化和利用,使制氢成本大幅降低。其中,光产业路径可在光照充足的荒地区域开展,实现国家大规模制氢战略;热产业路径可利用工业废热提供能量,依托火电厂、钢铁厂、化工厂、冶炼厂等废热,实现国家分布式制氢战略,同时,实现对重点行业和重要领域的绿色改造。

  融入火电、交通等行业绿色改造

  我国“富煤贫油少气”的能源资源禀赋,决定了碳达峰、碳中和路径不能简单对煤炭一去了之。煤炭占我国一次能源消费的60%左右,燃煤发电是我国碳排放的最大来源,占电力行业总碳排放的一半左右,可行的办法是运用等离激元治碳制能技术对火电厂进行绿色改造,在减少碳排放同时,生产新能源。

  交通行业(包括公路、铁路、船运和航空)用能(主要是燃油)不仅是空气污染的主要源头,还导致了大量碳排放。交通行业实现碳中和的转型路径应该是,在常规公路、铁路交通中完全实现电动化和电气化;大力推广氢燃料电池汽车;鼓励船舶和航空运输业使用天然气、电能等清洁能源。

  工业尤其是制造业的技术复杂程度高,降低工业碳排放水平需多管齐下:升级工业产业结构,根据发达国家经验,随着高附加值行业增加值占工业产出的比重上升,工业能耗会下降;提高工业体系能源和资源利用效率,有助于降低原料生产过程中的碳排放;推进工业部门电气化,推广低碳燃料/原料使用。

  在钢铁冶金领域,利用等离激元制氢技术得到氢气,可以作为基础冶炼还原材料及化工原料的氢原料,生产钢铁、化工和石化产品。如使用氢能替代焦煤作为钢铁生产的还原剂,可降低生产中的碳排放。

  强力政策支持必不可少

  为实现碳达峰、碳中和目标,支持有利于加速推进能源革命和绿色改造的创新技术势在必行,建议在“十四五”国家重点研发计划中增加“等离激元碳中和技术”重点专项,加大创新支持力度。有序推进创新攻关的“揭榜挂帅”体制机制建设,大力实施重点项目“揭榜挂帅”,增加青年科学家项目,支持青年科研人才脱颖而出。

  同时,加快形成“绿色新政”等制度机制,加强创新链和产业链对接,形成科技创新和技术产业良性发展的市场机制和政策体系。支持利用等离激元治碳制能、等离激元绿色制氢等创新技术对火电厂、钢铁厂、化工厂等领域进行绿色改造。

  此外,还应加快发展“绿色金融”,健全绿色金融标准体系,明确金融机构监管和信息披露要求,建立政策激励约束体系,完善绿色金融产品和市场体系;鼓励金融机构探索转型融资,包括设立转型基金和发行转型债券;支持化石能源企业向清洁能源转型,在认定标准、披露要求、激励机制等方面探索建立支持转型融资机制;支持金融机构推出转型债券、转型基金、转型保险等金融工具。

  (作者系中国国际经济交流中心研究员)

2021-04-29 18:31:58 来源: 责任编辑: