1、绿氢应用场景分析
1)氢能可以便捷地转化为热、电等多种能量形式,同时氢气也是重要的工业原材 料,应用场景丰富。绿氢的应用是绿电的 延伸,也是实现化工、冶金、航空、工业 高品质制热等领域间接电能替代的重要途径。
2)绿氢在化工领域主要用于合成氨、甲 醇、甲烷等燃料或原材料,替代传统工 艺中的灰氢。
2、绿氢技术较为成熟,推广程度主要取决于碳约束政策和绿氢经济性。 1)2030年,绿氢制氨率先实现商 业化推广,绿氢制甲醇实现示范应用,绿氢合成甲烷开始在部分终端用户实现示范应用。 2)2050年,绿氢制氨将成为最具经济竞争力的合成氨方式,绿氢制甲醇实现商业化应用,绿氢合成甲烷成本将在远离天然气产地的用能终端得到广泛应用。
3、氢在冶金行业可用于炼铁,与电炉 炼钢相结合实现炼钢过程零碳排放。 1) 2030年,氢气竖炉结构进一步完善,氢气利用率得到提升,随着绿氢成本的下 降,绿氢炼铁的耗氢成本降至950元/吨,与高炉炼铁经济性相当,具备商业推广条 件。
2)2050年,随着绿氢成本进一步下降和专用炉体设备管理经验的积累,绿氢炼铁的耗氢成本进一步降至500元/吨,经济性优势逐渐凸显。
4、氢在交通领域的应用主要包括公共 交通、重卡、轮船、飞机等难以直接实现电气化的应用场景。相比电动汽车,氢能汽车在载重、续航等方面具有一定优势, 预计将在公共交通、重卡、叉车等领域实 现推广;到2050年,氢燃料电池汽车在 公共交通、重卡、叉车等领域的替代率达 30%左右,在中小型乘用车领域替代率为 5%左右;对于航海、航空等领域,使用绿氢作为燃料是重要的脱碳方案;绿氢在发电领域的应用将以燃料电池和氢燃气轮机两条技术路线并举,为系统提供长时间尺度的灵活性。 1)2035 年,纯氢燃机技术发展成熟,氢燃机发电开始逐步商业应用。 2)2050年:
①氢燃气轮机:成本下降至2000元/千瓦左右,考虑辅机及其他设施在内的发电系统成本在3000元/干瓦,发电效率40%~45%,主 要作为大型调峰机组以及负荷中心支撑电源;
②氢燃料电池:成本下降至800~1000 元/千瓦,氢燃料电池发电系统成本 1500~2000元/千瓦,燃料电池电站发电效率提升至55%~60%,在分布式应用 场景得到广泛使用。
以氯 氢为燃料的氢发 电,本质上相当于系统的大规模、长时间 储能,实现电力供需的跨季节平衡,是以新能源为主体的新型电力
系统必不可少的灵活性来源。
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