清华工研院院长:氢能对提高能源安全、实现碳中和有战略价值

11月16日,在中国新闻社国是论坛与能源基金会共同举办的“能源中国—加快构建新型低碳电力系统,满足日益增长的电力需求”论坛上,清华大学副秘书长、北京清华工业开发研究院院长金勤献表示,氢能对中国提高能源体系安全、实现碳中和具有极高战略价值。

金勤献称,中国有全球增长最快的能源和环保需要,具备巨大且独特的市场优势。通过可再生能源制氢可产生丰富的清洁能源,相关产业发达国家无法做到垄断。中国应围绕氢能相关核心技术进行突破,开展大规模氢能应用推广,领导世界氢能标准制定,引领全球氢能产业发展。

他认为,氢能是碳中和的主力军。在工业领域,氢能在原料和热源的替代方面将扮演主要角色。在交通领域,氢能对长途重型运输脱碳作用较大。在能源领域,氢能将在分布式电力系统、储能等方面发挥重要作用。预计到2050年,氢能需求为8000万吨,将助力二氧化碳减排8.7亿吨。预计中国2050年二氧化碳排放将降低到58亿吨,相对峰值减少77亿吨,其中氢能应用减少8.7亿吨排放,2060年达到碳中和,预计碳排放再减少30亿吨,其中氢能应用减排量3亿吨,占总减少的10%以上。

“如全部采用可再生能源(进行)水电解制氢,需要可再生能源年发电量约350万亿度,是2018年可再生能源发电量1.9万亿度的180倍。”金勤献称。可再生能源和氢能共同支撑能源转型和产业绿色升级。中国从以煤炭为主的高碳能源体系,跨越以石油天然气为主的低碳能源体系,直接进入以可再生能源为主的绿色能源体系,需要综合替代原有石化能源的供电、供热、供料三个生产要素,才能实现能源结构的真正转型。

对于氢能的产业应用,金勤献认为,将氢能应用于钢铁生产是钢铁产业低碳绿色化转型升级的有效途径。中国钢铁行业90%以上的产能是采用高炉技术生产的长流程钢,碳排放占年全国二氧化碳排放总量15%左右。预计2050年,废钢循环的短流程钢将占中国钢铁总产量的60%,其中直接还原铁是短流程钢的重要组成。废钢循环和氢直还原铁技术结合,将构建完整的零碳排放冶金产业,为新能源等绿色行业提供零碳排放的绿钢。

“来自可再生能源的绿电,是冶金产业零碳转型升级的重要支撑。”他说道,直接还原炼铁没有烧结、焦炉和高炉,产品磷、硫含量低,五害杂质少、洁净,能够生产高纯净、高品质钢的原料,是短流程电炉钢必不可少的配套技术,能够与上游高碳铬铁和下游铁素体不锈钢一起,形成完整冶金产业链。

此外,金勤献还表示,新化工产品生产路径,将使用电力和氢作为主要燃料和原料,去除或捕集空气中的氮和石化燃烧产生的碳。以氢气、氮气和碳为原料进行的合成反应,形成化工行业的主要产品,是化工行业零碳转型升级的重要路径。

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