揭密：為何能源轉型的五個挑戰都和氫相關

1、在電力部門增加可再生能源使用比例將加劇供需失衡。

2、為確保供應安全，全球和地方能源基礎設施需要進行重大轉型。

目前，全球約有 30% 的一次能源供應是跨境交易，包括各種能源載體（石油、天然氣、煤炭和電力）。由于世界各地區可再生能源的生產潛力差異巨大，加上電力的 "可儲存性 "有限，能源交易的需求將持續存在。一個正常運轉的跨境能源基礎設施對于確保能源供應安全至關重要。一個國家內的地區或城市層面也將發生變化：集中和分散能源供應的新組合將出現，從而擴大了對調整能源基礎設施的需求。

氫能可提供成本效益高的清潔能源基礎設施，有助于地方和國家層面的供應安全。通過運輸、管道輸送或卡車運輸，氫氣可以在城市和地區之間有效地（重新）分配能源。

3、化石燃料對能源系統的緩沖作用將不再足以確保系統的平穩運行。

緩沖能力通過保持約占世界年度能源需求總量 15%的儲備來確保能源系統的平穩運行。這種緩沖能力可以吸收供應鏈的沖擊，在國家層面提供戰略儲備，并預測供需失衡。目前，化石能源載體提供了大部分的儲存能力。隨著電氣化程度的提高，這些儲備將不再足以確保為所有終端用戶提供穩定的能源供應。

4、一些能源終端用途很難通過電網或蓄電池實現電氣化，特別是在交通領域，但在其他領域也是如此。

在許多領域，即使二氧化碳排放對應的價格非常高，但直接電氣化在技術上仍然具有挑戰性或不經濟性。這不僅適用于重型運輸、非電氣化火車、海外運輸和航空運輸，也適用于一些能源密集型產業。在其他領域，例如輕型汽車，直接電氣化雖然在技術上是可行的，但并不總能滿足續航里程和充電便利性方面的性能要求。在這些許多（即使不是所有）部門中，技術和/或經濟上的障礙阻礙了直接電氣化，氫氣提供了一個可行的解決方案。

用于生產塑料等的化石燃料在焚化爐中燃燒時，會在其生命周期結束時產生（碳）排放。這些延遲排放也需要去碳化。將氫氣與捕獲的碳結合可產生碳氫化合物，作為化工原料對石油和天然氣進行補充。因此，氫還有助于將碳捕集與利用付諸實踐，并使水泥行業等其他碳密集型行業實現脫碳。另外化學工業工程中有許多工藝直接使用氫氣，目前主要來自于天然氣或者煤，基于再生能源制取的氫也可以對這部分灰藍氫進行置換，進一步降低碳排放。

綜上所述，氫氣的特別性質使其成為克服能源系統所面臨挑戰的一種有前景的解決方案。如果在電解過程中使用可再生電力，在蒸汽甲烷重整（SMR）過程中使用生物甲烷，或者在蒸汽甲烷重整過程中配備 CCS/CCU 設備，就可以在不產生任何碳足跡的情況下生產氫氣。氫氣的特性使其能夠發電和/或供熱（通過燃料電池、熱電聯產裝置 (CHP)、燃燒器或改進型燃氣輪機）。氫氣的化學特性還使其可用作化學工藝的原料，包括生產氨和甲醇。氫燃燒不排放 SO_x 或其他顆粒物，只排放有限的 NO_x。在燃料電池中，例如在汽車中，氫的使用不會產生任何排放物，噪音也比傳統發動機小。儲存在儲氫罐中的氫氣比同等體積的電池更輕，含有更多的能量（也就是能量密度高），在能源儲存和分配方面具有明顯的優勢。(有關氫的更多信息，請參閱附件二 ——氫的基本要素）。

附件一：

來源：氫眼所見

注：已獲得轉載權