“双碳”目标下的氨能技术与经济性研究进展

由于氨的高能量密度和零碳特性，其作为氢能和可再生能源载体具有良好的未来市场。氨比氢更易储运且本质安全性强，有望成为推动能源革命、社会进步和国家发展的零碳能源发展路线之一。本文从氨能的全产业链角度出发，介绍了合成氨产业发展趋势以及各类合成氨技术的最新进展和成本经济性；列举了目前氨的主要储运方式、效率、成本和安全性特征；综述了氨的新能源燃料应用，包括氨燃料电池、氨内燃机、氨燃气轮机等技术体系发展现状和燃料成本经济性，以及氨分解制氢效率和生产成本优势。通过上述技术和经济性分析，探讨了氨能在能源系统中的重要作用，进一步梳理了氨能技术发展方向。     

绿氢时代大势所趋 深刻改变我国能源格局

正随着可再生能源成本的下降,具有价格竞争力的'绿氢时代'将要到来。2019年以来,氢能发展日益受到关注,作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源,氢能开发与利用已成为世界能源技术变革的重要方向。1、绿氢时代大势所趋氢能产业的产业链包括制氢、储运、加氢、氢能应用等多个环节,在制氢方面,根据二氧化碳的排放量,氢可以分为灰氢、蓝氢、绿氢,其中,可再生能源制氢被称作"绿氢"。发展氢     

可再生电力电解制绿色氢能的发展现状与建议

氢能是人类生存和发展所需能源的重要补充。氢能产业,特别是氢燃料电池车,其开发与利用已经引起了全球范围内的普遍重视。然而,决定该产业快速发展的关键因素之一是清洁的氢气来源,如何使氢能产业更具经济环保竞争力。通过可再生能源发电电解水制氢将能量以化学能的形式储存起来,不仅能利用可再生能源制取高热值的氢气供使用,同时从制氢源头利用清洁的可再生能源可有效减少碳排放。为此,本文主要分析讨论了可再生能源发电与电解水制氢技术的耦合制取氢气的发展现状与发展趋势,简述了目前国内外利用可再生能源发电制取氢气项目的研究进展,并介绍了一些典型的清洁制氢案例。可以看到,风电、太阳能制氢是目前较为成熟的技术,但仍需提升其经济竞争力。而水电资源分布不均等缺点阻碍了其规模化发展。因此,政府、企业及科研院所需大力推进可再生能源发电制氢研究,有效解决氢能制备的效率问题,加速绿色氢能产业发展。     

氢能源的研究现状及展望

氢能作为一种"含能体能源"的二次能源,因其清洁、高效、零碳和可持续利用的特性被视为未来清洁能源研究发展的方向。以氢能源的利用为目的,提出未来可以从氢能的制取、储存及燃料电池技术的研究来实现氢能源的广泛应用,这样既实现了氢能利用过程零碳、绿色,又解决了能源危机。     

甲醇燃料的研究进展与展望

随着化石资源的不断枯竭,能源消费将逐步向可再生能源时期发展.甲醇燃料不仅可以替代汽柴油作为内燃机燃料,而且也可以作为燃料电池等燃料或新型C1化工原料;不仅可以由化石能源生产,而且也可以由可再生能源生产:不仅具有高效、清洁燃料的特征,而且具有生产技术成熟、原料来源丰富的特点,能够实现可持续发展.甲醇燃料是理想的能源载体,在化石能源和可再生能源时期均可发展应用,特别是对于以煤为主要能源的中国,在由化石能源向可再生能源时期过渡的阶段,选择甲醇燃料为发展方向,意义将十分重大.     

催化在能源转化中的作用

在一次能源转化成二次能源特别是煤制清洁燃料和化工原料的转化过程中,催化转化起重要作用.催化是解决能源问题的关键技术.介绍了化石能源、新能源和可再生能源转换过程中的催化作用以及煤制清洁燃料和化工原料的关键技术,指出催化是解决能源问题的关键技术,对煤制清洁燃料和化工原料的发展提出思考和建议.     

氢能产业发展现状及建议

在总结全球氢能产业发展模式的基础上,重点从政策体系、产业布局、产业基础三方面,介绍了我国目前氢能产业的发展现状;简析了实现低碳清洁氢供应体系关键技术的几个方面,包括:碳捕集、利用与封存技术(CCUS)、可再生能源制氢、液氢储运等.并有针对性地提出了3点建议.     

以生物质为原料的未来绿色氢能

目前开发氢能技术已具备了推广应用的基本条件,而发展生物质为原料的绿色氢能将有助于解决氢气来源绿色化与氢气储运成本两大问题。本文首先从解决氢能源发展制约因素、实现碳中和目标、加速生物质资源化能源化利用的角度阐述了发展生物质绿色氢能的意义。接着,从氢能产业的政策环境和技术成熟度分析出发,对我国氢能源的制取和储运技术发展现状及存在的问题进行了分析,比较高压、液氢和含氢化合物作为氢载体储运的几种方式,提出以生物质作为氢载体储运具有的突出优势。最后,探讨了生物质氢载体未来的发展方向,对氢生产和储运的多条技术路径成本和产业化前景进行了初步技术经济分析,指出以生物质为原料生产的甲烷、甲醇和乙醇有望成为最先实现产业化的储氢载体,在未来将有可能成为实现氢燃料电池“绿色化”的一种经济可行的方式。     

氢能产业发展显示出少有的“躁动”

<正>氢气是国际公认的最理想的能量载体和清洁能源的提供者,被誉为 "21世纪的终极能源"。氢能的本质是 "灵活的能源载体",可以实现零排放、能源相互转变、消纳弃风弃光、交通运输续航等。如果说20世纪是 "氧时代",那么21世纪则进入了 "氢时代"。我国氢能产业发展有许多条件支撑,一方面我国能源安全压力和环境保护压力越来越大,另一方面一些国家在氢能应用方面已经有了比较好的经验和示范。但是,我国氢能产业制氢储氢、氢燃料电池、氢能发电等方面的相     

制储氢技术经济性分析与前景展望

氢气不仅是一种重要的工业资源，也是“零碳社会”下重要的清洁能源，氢能技术在交通、能源、冶金和化工等领域拥有广阔的应用前景。不过，生产成本、储运技术、安全问题等也长期制约着氢能，尤其是绿氢的应用发展。应明确的是，无论高压储运、氢液化等物理储运方式，或基于“Power to X”策略的化学储氢方式，均难以避免高额的全周期能耗。在理解过程能效，考虑不同储运方式下氢能全生命周期成本的基础上，对比各类技术经济性。其中，液氢和液氨的燃料利用途径在不同时期下均具有良好的经济性，更适宜用作氢能大规模供热供电场下的储运技术。基于此，对制、储氢技术及成本期望进行了归纳，并讨论了氢(氨)能源在大规模发电领域应用的技术经济问题，借鉴不同国家地区氢能发展思路，以期对我国氢能储运技术发展提供参考。     

可再生能源电解制氢技术及催化剂的研究进展

氢能是一种清洁、高效的二次能源,是构建未来清洁社会的重要支撑。在众多制氢技术中,利用可再生能源产生电能,并通过电解水制备高纯度氢气是最具潜力的制氢路线之一。本文在介绍三种电解水制氢技术及核心部件的基础上,重点讨论了电解水析氢催化剂,特别是过渡金属基电催化剂及单原子催化剂的研究进展。本文最后对可再生能源发电与电解水制氢技术的耦合进行了分析与讨论,简述了现阶段国内外基于可再生能源发电制氢项目的开发进展。文章指出,随着电力成本下降,高效、稳定、经济的析氢催化剂的开发,可再生能源发电制氢将成为解决能源消纳、加速氢能产业化进程、最终实现我国向低碳清洁能源转型的重要途径。     

氢能——我国未来的清洁能源

首先介绍了氢能的诸多优点,例如资源丰富、来源多样性、可再生性和可储存性等,特别指出氢的可储存性使其具有和电、热不同的能源载体的用途。进而就我国能源资源情况、能源安全、环境要求以及经济可持续发展的角度说明我国发展氢能的必要性。说明发展氢能燃料电池汽车、分散供电、供热都将是我国经济持续发展的新的增长点。当前,各国制定氢能发展规划,加大发展氢能的力度,出现氢能国际化的苗头。对此,作者建议应根据我国国情特点,制定我国的氢能发展计划和目标,同时,积极参与氢能国际化活动,为我国的可持续发展争取条件。     

碳达峰与碳中和目标下PEM电解水制氢研究进展

氢能作为重要的能源载体，燃烧过程绿色无污染，能够助力碳达峰和碳中和目标实现。本文通过对比化石能源制氢、工业副产气制氢、电解水制氢等方式，分析各制氢方式的优缺点，阐述了质子交换膜（PEM）电解水制氢与可再生能源结合的重要意义。之后从PEM电解槽内部结构和可再生能源电解水制氢两个方面展开综述，详细介绍了PEM电解槽双极板、催化剂、扩散层、质子交换膜研究进展、存在的主要问题和未来发展方向。文中通过分析我国太阳能、风能分布特征，总结可再生能源利用存在的问题，从研究现状和产业发展的角度介绍了太阳能制氢、风电制氢、可再生能源多能互补制氢的发展。最后对可再生能源PEM电解水制氢的未来发展方向进行了展望，期望为可再生能源PEM电解水制氢的发展提供借鉴和参考。     

太阳能分解水制氢技术研究进展

介绍了传统氢的获取方式;综述了以太阳能为能源分解水制氢技术的研究进展;概述了光伏法、光热法、光电化学法及光热电化学耦合制氢技术的基本原理及技术关键;评述了反应器材料、半导体催化剂材料、光强、反应温度、反应压力等工艺条件对制氢效率的影响。展望了目前太阳能制氢技术的研究前景。     

光生物制氢技术研究进展与经济分析

氢能可作为汽车清洁能源替代石油等碳基能源,但目前以石油、煤炭、天然气为原料生产氢气是不可持续的。通过热解、电解、光解和生物质化学分解等途径可以由太阳能制取可再生氢气。本文重点介绍其中的光生物法生产可再生氢能的国内外研究现状和发展趋势,计算了几种光生物法制氢工艺的太阳能氢气(STHs)转换效率,对比分析了近10年来该技术工业可行性的经济技术评估结果,并估算了光生物法生产可再生氢能的全生命周期(LCA)CO2排放指标。     

Wasserstoff-Technik

Hydrogen technology . Hydrogen is used today on a large scale as raw material in chemical engineering and in the long term has tremendous potential as one of the most important secondary energy carriers. Hydrogen is produced with fossil and nonfossil primary energy sources from fossil and nonfossil primary raw materials. As an almost pollution-free secondary energy carrier, which is storable and transportable on a large scale, hydrogen can be used with nearly all energy utilization techniques fueled at present by natural gas, and products of petroleum and coal. Decisive influence on the introduction of hydrogen as energy carrier is exerted by the status and further development potential of hydrogen energy technology, cost of hydrogen production, and safety of a widespread use of hydrogen in the energy economy.     

规模化氢液化装置现状及未来技术路线分析

氢能作为零碳能源,是实现我国双碳目标的有效战略途径,随着氢能被纳入我国能源体系范畴,氢能的广泛商业应用即将呈现爆发式增长。受限于氢的物理特性,氢能利用过程中的高能量密度储运技术一直是制约其发展的瓶颈之一,液氢作为储氢密度最大的方式,其规模化制取技术是解决氢能应用环节中高效储运和规模化利用的有效途径。本文对当前全球已知的规模化氢液化装置的液氢产能规模和运行状态进行了统计分析,介绍了主要生产国的工业氢液化装置,比较了三种基本氢液化原理,总结了实际工业装置特点,对当前提出的规模化概念型氢液化系统原理和能效进行了分析,提出了未来发展应参考的设计特点和建议性阶段发展方向,为氢能的高效规模化储运技术发展提供有效支持,加速实现氢能的广泛商业化应用。     

氢能利用与碳质材料吸附储氢技术

氢能作为一种洁净的可再生能源,对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。碳质材料具有比表面积高,吸/脱附速度快,可循环使用,寿命长,容易实现规模化生产等优点,可显著促进低成本、规模化储氢技术的发展,对未来的能源、交通、环保而言具有非常重要的意义。综述了氢能开发利用的最新研究动态,展望了氢能利用和储存的发展趋势,在简要介绍氢能的制备方法、储氢材料和储氢技术的基础上,重点介绍了碳质材料吸附储氢技术。