未来氢能应用的发展趋势和动态(上)

发布时间:2024-08-27    来源:杭州洛达氢能装备发展有限公司   关键词:氢动力船舶,氢燃料电池汽车,加氢站,

1、工业领域氢能替代应用空间持续拓展

在工业生产过程中,氢气是重要的清洁低碳工业原料,应用场景丰富。氢可作为还原剂,在冶金行业替代焦炭,作为富氢原料,在合成氨、合成甲醇、炼化、煤制油气等工艺流程替代化石能源,实现由高碳工艺向低碳工艺的转变,推进高耗能行业脱碳生产。彭博新能源财经预计,2022年,钢铁、制氨、甲醇、化工和炼油五大行业的清洁氢使用量将超过全球5.1万辆氢能汽车的总耗氢量。


世界钢铁协会近期发布的《2022年世界钢铁统计数据》显示,2021年全球粗钢产量同比增长3.8%至19.51亿吨。据了解,全球75%炼钢所用的能源直接或间接来自煤炭,钢铁碳排放量占全球能源系统排放量的7%左右。钢铁行业是低碳化的关键领域,在该领域氢气有望在十年内成为具有成本竞争力的替代品。


2021年,全球首个使用无化石电力和氢气的炼钢示范项目在瑞典钢铁公司HYBRIT启动。除HYBRIT以外,瑞典另一家绿钢企业H2 Green Steel以可再生能源生成的绿电和绿氢代替煤炭完成钢铁冶炼,从2025年到2032年,H2 Green Steel位于瑞典北部的工厂将向德国采埃孚公司供应钢材25万吨/年,减少二氧化碳排放约47.5万吨/年。

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技术路线对比

中国多家钢铁公司都在大力布局氢能冶金,河钢集团的氢冶金示范工程已启动建设,山西晋南钢铁集团已经形成钢-焦-化-氢全闭环低碳生产链条。从全球发展形势看,氢冶金等新一代钢铁冶炼技术刚刚起步,其代替传统技术的开发周期长,大规模应用还需时间和资金。


此外,氢气也可作为替代燃料用于玻璃、水泥和陶瓷制造等行业,以取代化石燃料的使用。如,2021年,英国玻璃企业皮尔金顿(Pilkington)启动了全球首个使用100%氢气生产浮法(片)玻璃的试验,该试验项目是英国“HyNet工业燃料转换”项目的一部分,证明了使用氢气安全有效运营浮法玻璃工厂的可行性,预计到2030年将减少二氧化碳排放1000万吨/年,相当于减少400万辆汽车上路。未来英国“HyNet工业燃料转换”项目还将在食品、饮料、电力和废物等领域大规模使用氢气。


2、氢燃料电池多样化、规模化应用加速


2022年北京冬奥会期间,共有1200多辆氢燃料电池汽车投运,并配备30多个加氢站,这是全球最大的一次燃料电池汽车示范。据统计,2021年,全球氢燃料电池汽车总销量1.6万辆以上,增长幅度达到六倍以上。受强劲补贴政策驱动,韩国市场延续了2020年的增长势头,全年共售出超8000辆氢燃料电池汽车,约占全球总销量的一半。

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2021年全球主要国家氢燃料电池汽车销量

过去几十年,日美欧等国一直在探索氢燃料电池汽车的产业化之路。丰田、现代、通用等全球主要汽车公司对氢燃料电池汽车的布局也逐步提速。其中,丰田推出第二代MIRAI氢燃料电池汽车,并在北京冬奥会上大量使用。其2021款氢燃料电池汽车Mirai续航再突破,一次加氢可行驶1000千米以上。


现代汽车方面则表示,其氢燃料电池汽车NEXO中国版在国内开放道路首试,预计将于今年上市。与此同时,法国雷诺推出最新款氢混合动力概念车ScenicVision,采用氢燃料作为内燃机的动力来源,续航里程可达497英里,预计2024年实现量产。值得一提的是,ScenicVision使用的材料70%可回收,包括电池。同时,作为混合动力汽车,该车的碳排放比传统电动汽车低75%。


中国燃料汽车销量仍保持领先。2023年海外各国燃料电池汽车销量相对低迷。2023年1月至12月,全球(中国、日韩、美国、欧洲等主要市场,下同)燃料电池汽车销量约1.46万辆,同比下降约21.1%;若不含中国部分,海外燃料电池汽车(日韩、美国、欧洲)销量约8820辆,同比下降约41.9%。


氢能在交通领域的应用并不局限于燃料电池汽车,还推广至重型卡车、轮船、飞机等领域。韩国现代汽车的氢燃料电池重型卡车XCIENT Fuel Cel在欧洲正式商用化,以批量出口瑞士的氢燃料重卡为开端,截至2021年6月,在瑞士总行驶里程已经超过100万千米。新西兰首辆现代Xcient FCEV氢燃料电池卡车已投运。近期新西兰还与美国氢能商用车开发商Hyzon Motor签署了20辆氢燃料电池卡车的交付协议。


2022年,多种氢动力船舶也取得积极进展。中国首艘氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”正式动工建造;荷兰航运公司Van Dam Shipping与印度钢铁公司Tata Steel合作,计划推出首艘氢动力短途船。挪威清洁技术公司TECO 2030与其合作伙伴推出了氢动力概念油轮“Hy-Ekotank”号。概念油轮通过在现有Ekotank船上使用压缩氢或液态氢储存装置对燃料电池进行改装,实现航行期间温室气体零排放,以及泊位零排放。德国将建造世界上第一艘氢动力零排放拖船。


氢基燃料船舶开始进入应用阶段。2023年甲醇船舶已成为国际航运领域主流替代燃料船舶路线之一。根据国际海工领域机构克拉克森的数据,2023年1月至12月,全球共下单甲醇燃料船130艘,同比增长202.3%。从2023年订单占比来看,在全部燃料船型的新增订单中,甲醇船舶约占13%(按船舶吨位);在替代燃料船型的新增订单中,甲醇船舶约占28%(按船舶吨位),仅次于LNG燃料船(56%)。2023年国际氨燃料船舶开始进入订造阶段。中国以及日、韩的多家船舶企业,如中国船舶、日本造船等均在布局氨燃料船舶技术,在氨燃料供应、氨内燃机等方面的技术基本打通。2023年比利时海事集团向中船集团旗下北海造船订造了8艘氨燃料动力21万吨散货船,为全球大型氨燃料动力船舶领域首个订单,计划于2025年起陆续交付。

资讯来源:杭州洛达氢能装备发展有限公司

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