氢能源能成为世界主流能源吗?
氢能源能成为世界主流能源吗?
根据国际能源署“2050年净零排放情景"预测,到2050年,低排放氢及其衍生燃料将满足全球约10%的终端能源需求,成为驱动人类社会发展的主流能源之一。
当前,新能源革命正在兴起,风能、太阳能等可再生能源正逐步取代化石能源,而电和氢将会作为主要的终端用能载体。
在现代能源体系中,氢能源的概念已从狭义的纯氢气(H2)演进为广义的氢基能源(Hydrogen-based Energy)。它不仅包括纯氢,还涵盖以绿色氢气为原料合成的绿色合成氨、绿色甲醇及绿色航油等绿色燃料。
那么,为什么氢能源能成为世界主流能源?
一、氢能源具备一些独有的差异化优势——
1.氢能源可帮助消纳大量过剩绿电。随着新能源装机占比的持续提升,跨季节、大规模的储能需求将日益凸显,将过剩绿电转化为氢基能源是实现新能源充分消纳的关键。每制备1吨绿,需要消耗约5.6万度电。4000万吨绿氢就可消纳我国风电光伏一年的发电量(我国当前氢气年产量约为3800万吨)。另外,氢基能源与传统化石燃料类似,只需要采用增加储罐即可大规模、长周期储存,固定式储氢容器的成本比锂电池储能低一个数量级以上。
2.用氢替代焦炭,让冶金开始实现绿色低碳。在冶金行业,焦炭是主流的还原剂,生产过程碳排放量较大。而用氢替代焦炭作为新型还原剂,是冶金低碳化的关键路径。在合成氨、石油炼化、精细化工等行业,氢气是的主要化工原料,而“绿氢”对传统“灰氢”的逐步替代将会推动化工领域的低碳化进程。
3.绿氢逐步替代化石燃料,推动船运及航空业实现绿色减碳。氢燃料电池重卡已开展规模化示范应用,氢燃料电池驱动的工程机械、大型矿车等已经问世。绿色氨醇油等绿色燃料具有类似化石燃料的能量密度和补能体验。对船舶、飞机等难以纯电动化的大型交通工具而言,绿色燃料有望逐步替代化石燃料,推动船运业及航空业的减碳。另外,将氢动力应用于无人机、两轮车等轻量化交通场景,可大幅提升续航里程、缩短补能时间、提高安全性。
二、制氢技术成熟,成本低且绿色低碳
目前全球氢气年需求量约 1.05亿吨(2024年数据),但绝大部分源自化石能源制取的“灰氢”,碳排放量较大,不符合可持续发展理念。与之相对,利用可再生能源电解水制取的“绿氢”,可实现全生命周期的近零排放。根据国际能源署(IEA)预测,到2030年全球电解制氢产量有望达到约5000万吨。
随着风能、光伏发电的大规模部署,利用新能源电力制氢的潜力巨大,既有助于提升电网稳定性,也能大幅降低制氢成本。通过构建风光储氢氨醇油一体化技术体系,建设绿色氢基能源大规模生产基地,形成氢电协同、多能互补的全产业链生态,将成为未来氢能源发展的主要形式。
与此同时,氢电耦合技术有望实现离网零碳产业园的稳定高质量供电,产业发展不再受到化石能源资源储量的制约,为经济发展开辟出前所未有的广阔空间。
三、氢能源产业基础好,利用前景广阔
氢能源赋能化石能源的转型发展。在火电灵活性改造中,利用高品质氢燃料辅助煤电调峰,可有效解决锅炉低负荷燃烧不稳定的痛点。同时,将绿氢作为化工原料,与煤、石油等碳源耦合生产高附加值绿色化工产品,也是实现化石能源产业转型升级的重要抓手。
近年来,我国政策支持力度不断加大,明确鼓励氢能产业发展。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》明确提出,前瞻布局未来产业,推动氢能和核聚变能等成为新的经济增长点。2026年3月,工信部、财政部、发改委三部门联合印发《关于开展氢能综合应用试点工作的通知》,标志着我国的氢能支持政策从单点突破转向全产业链培育。
氢能综合应用正在试点,计划到2030年,实现终端用氢均价降至25元/公斤以下(优势地区降至15元/公斤),利用规模化应用驱动成本下行,打通氢能“制、储、运、加、用”的全链条。
四、“双碳”国家战略的大力支持
在“双碳”目标的牵引下,能源消费结构将持续演变,氢电耦合的新型能源体系将逐步形成。2024年,我国电力占终端能源消费比例约30%;预计到2060年,这一数字将提升至70%左右,非化石能源发电比例将达到90%以上。其中风电、光伏占比将超过65%,电力系统的波动性将达到极限。
由于电力无法直接作为化工还原剂,也难以经济地实现跨季度存储,必须发展“氢电耦合”的新型能源体系,将氢能作为“能量缓冲池”和“零碳还原剂”,填补电力无法覆盖的脱碳缺口。
在经济性方面,随着可再生能源发电成本的持续下行,绿氢将跨越技术经济拐点,成为未来的主流氢源。根据中国氢能联盟预测,到2060年,中国氢气年需求量将从目前的0.4亿吨增至1.3亿吨,氢能将占据终端能源消费的10%-15%。
总结一下,在可再生能源成为主力能源的新纪元,氢能源不再是边缘化的辅助选项,而是新型能源体系中维持能源安全和系统稳定的核心组件。
氢能源将与绿色电力并驾齐驱,共同驱动人类社会的健康可持续发展。
