氢能

东盟国家绿氢的潜在应用

2020-08-05 09:32:25 hydrogenfuelcellinfo 作者:B & C

最近国际新闻头条都在宣称,氢能是解决一些限制可再生能源发展关键所在,并能实现全球碳减排目标。

华尔街日报称氢能为“新奇迹燃料”。BBC新闻引用氢能为“技术革命”而福布斯说它“可能是绿色微电网发展的关键拼图”(不可或缺的一部分)。简言之,氢能是未来碳减排的一个选择。那么问题来了,东盟国家是如何发展氢能的应用潜力的呢?

(来源:微信公众号“hydrogenfuelcellinfo” ID:hydrogenfuelcellinfo 作者:B & C)

东南亚国家联盟,简称东盟,目前的电力结构以煤炭,天然气和水电为主。然而,太阳能和风能是东盟最丰富的自然资源,但对电力结构的贡献几乎微乎其微。(2015年为1.%,2020年为2.4%)。

据乐观估计,到2040年,风能和太阳能的份额将增长至11%。

尽管最近几年可再能能源像是太阳能和风能成本大幅下降,但许多东盟国家电网运营商对可再生能源仍存在误解。2020年可再生能源占电解结构份额仍然很小,只有2.4%。

美国加州国家可再生能源实验室NREL今年早些时候表示,对可再生能源的误解来自于其变数多及间歇性,这相应的增加了电力系统成本,因它还需要占用传统气体发电厂电力。

东盟国家电力网络建设进展缓慢,由于东盟国家电网和公共事业之间的监管和技术协调等原因,一个完整的东盟电力市场仍未能实现。

因此,因东盟目前电力系统集成实践的原因,让规模化应用的风能和太阳能发电面临着巨大的挑战。如有多余的电力没有应用,太阳能或是风能发电厂的投资人将面临弃风弃电的高风险。

最近,许多国家在大力发展电池储能,来处理风能太阳能水力发电的多余电力。但电池存储的成本仍然很高。

然而,利用可再生能源多余电力制氢有很多优点,可对电池储能进行补充,液氢存储在很多领域可以应用并且容易运输。

在东盟国家,电力传输问题至关重要,因很多可再生能源远离需求中心,可再生能源发电难以产生成本效益。在很多时候,可再生能源的发展需要对大量的海底电缆进行投资进行电力传输。

比如说,在马来西亚沙捞越和印度尼西亚的巴布亚水电站潜力巨大。但因这些资源远离电力需求中心,这个地区的用电需求不是很大,因此无法被充份的利用起来。

在印尼和许多岛屿国家的边远地区,排名较低的煤炭和水电也是如此。与之相反的是,氢能的发展有着巨大的优势,可将这些资源转换为氢气,可以很容易运送到需求中心,供许多部门使用。

在全球努力降低碳排放的过程中,氢能是潜在的能源变革者,一旦氢能可以得广泛采用,其它的可再生能源就能得以充分的发展。

风能和太阳能发电越多,可再生能源入电网比例就越高,在电力需求低的时候就有了过剩电力。多余的电力可用来电解水制氢。

但是制氢也面临着挑战。

尽管氢能本身是一种清洁能源,但制氢的过程会有排放问题。现在有95%的氢来自于天然气,这种制氢过程会产生碳足迹。

煤气体也可以制氢,但考虑到碳足迹,煤气化所产生的CO2约是天然气的4倍。

理想的制氢方式是利用可再生能源电解水制氢,这也就是我们所熟悉的电解过程。

通过这种方式获得的绿氢,增加了风能太阳能等间歇性可再生能源在能源结构中的比例,加速了其它可再生能源的使用,如地热,水电,生物质能,核能,与风能和太阳能结合构成混合的能源系统。

在可预测的未来,绿氢的成本竞争力是其广泛推广应用的关键。

现在绿氢的成本仍然非常高,但已经从2010年的每公斤10-15美元,降到了今年的每公斤6美元,据阿联酋国际可再生能源机构IRENA预计,未来到2030年标准制氢还会进一步下跌至2美元至2.6美元每公斤。

电解槽,运输基础设施和氢存储,是绿氢的前期成本,加上电价的不同成本,是绿氢成本高昂的关键所在。

技术上来说,如果可再生氢只通过风能太阳的多余电力,电解水制氢获得,那么电解运行的负荷系数就可能变得很低,只有10%或更低,这是制氢的主要贡献成本。

基于国际氢能委员会Hydrogen Council的研究,电解槽运行需要至少30%的或是更多的负荷系统,氢气的成本才能更有竞争力。要生产可再生/绿氢,就需要利用可再生能源电力。

通过创造需求,绿氢可以增加可再生能源的生产能力。

氢能是一种清洁的能源载体,可进行存储,运输,在多种行业进行应用,氢气的研发是东盟及世界其它地区可持续发展清洁能源系统的理解途径,氢能是风能太阳能可规模化应用的可再生能源的推动力。

不过,氢气供应成本仍没有竞争力。世界各地的领导人需要明确的氢能行业支持政策,促进对氢能的研发和采用。

正确的政策将能促进有成本竞争力的氢能规模经济,从而让投资人对电解槽生产,升级和维护,及低成本的可再生能源的应用更感兴趣。

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