氢能源行业发展报告：全球第三次能源转换（46页）

行业报告下载 2023年01月27日 07:59 管理员

位于元素周期表中第一位的元素氢（H），是宇宙间最丰富的元素。氢气（H2）是世界上已知的最轻的气体，其密度仅有空气的 1/14，难以液化(沸点-252.87℃，临界温度-239.9℃，凝固点-259.14℃)，化学性质活泼、能燃烧、能与许多金属和非金属直接化合，被誉为“21 世纪的终极能源”。氢能源的优势决定了其未来广阔的发展空间： 1）来源多样：地球上氢元素不能以单独的资源形式存在，因此不是一次能源。而作为二次能源，氢不仅可以通过煤炭、石油、天然气等化石能源重整、生物质热裂解或微生物发酵等途径制取，还可以来自焦化、氯碱、钢铁、冶金等工业副产气，也可以利用电解水制取，特别是与可再生能源发电结合。 2）清洁低碳：氢不论燃烧还是通过燃料电池的电化学反应，其产物只有水，没有利用传统能源时所产生的污染物及碳排放。此外，生成的水还可继续制氢，真正实现低碳甚至零碳排放，能够有效缓解温室效应和环境污染。 3）灵活高效：氢的热值高（140.4MJ／kg），相当于同质量汽油、天然气等化石燃料热值的 3-4 倍，通过燃料电池可实现 90％以上的综合转化效率。

氢能可以成为连接不同能源形式（气、电、热等）的桥梁，并与电力系统互补协同，是跨能源网络协同优化的理想互联媒介。 4）应用场景丰富：氢可广泛应用于能源、交通运输、工业、建筑等领域。既可直接为炼化、钢铁、冶金等行业提供高效原料、还原剂和高品质的热源，有效减少碳排放；也可以通过燃料电池技术应用于汽车、轨道交通、船舶等领域，降低长距离高负荷交通对石油和天然气的依赖；还可应用于分布式发电，为家庭住宅、商业建筑供电供暖。美国：美国是最早将氢能及燃料电池作为战略的国家。约翰·鲍克里斯（John Bockris）早在 1970 年便提出“氢经济”概念，1990 年出台《1990 年氢研究、开发及示范法案》，布什政府提出氢经济发展蓝图、奥巴马政府发布《全面能源战略》、特朗普政府将氢能和燃料电池作为美国优先能源战略，开展前沿技术研究。美国氢能计划的实施以美国能源部（DOE）为主导，将资金集中用于解决氢能产业所面临的技术难题，以保持美国在世界范围内的领先地位，目前美国在氢能及燃料电池领域拥有的专利数仅次于日本。美国 40 多个州的仓库和配送中心运营着超过 23,000 台燃料电池动力叉车。美国燃料电池和氢能源协会预测，到 2030 年，美国氢能经济每年可产生约 1400 亿美元收入；到 2050 年，美国本土氢能需求将增至 4100 万吨/年，占未来能源消费总量的 14%。