氢能及炼厂制氢技术低碳化转型发展

为实现“双碳”目标及加快能源结构绿色低碳转型，氢能作为一种高效、清洁的可再生能源被列为未来大力发展的能源。通过对我国能源结构发展及炼厂制氢技术的分析，总结了氢能作为能源的优势。我国炼厂制氢以轻烃蒸汽转化及煤气化制得的“灰氢”为主，为实现“灰氢”向“蓝氢”的转型，介绍了几种炼厂制氢装置与CCS或CCUS技术结合的案例，说明我国炼厂制氢技术低碳化转型发展方向。     

清洁氢能源制备技术的研究现状及综合分析

传统化石能源是化学工程能源供应系统的主要贡献者，但随着“碳峰值”和“碳中和”等可持续发展战略的提出，目前的科学研究转向探索可再生或循环能源的转化技术。综述了再生资源转化氢能的典型工艺的化学工艺设计与强化、技术经济效益、热力学效率和环境性能。一些新兴的制氢技术比传统的生产氢气的技术具有更高的能源效率和更低的碳排放。此外，在短期内，工业副产氢是一种可以满足氢气需求的过渡性措施，从中长期内，可再生能源电解制氢将成为氢源的最终出路。值得一提的是，在可再生资源制氢的系统设计中，在风光水等可再生能源区域，一般都会离用氢负荷中心很远，因此，在储存和运输环节，也必须与之相适应，比如发展管道运氢，液罐运氢等，从而在拓宽经济运输半径、优化关键运行参数以降低处理和工艺基础设施成本方面，还需要进行更多的研究。综述了可再生能源制备清洁氢能源领域的前沿转化技术和终端产品，分析了清洁氢能源转化技术面临的挑战、前景和发展趋势。     

石化制氢过程碳计量技术现状和展望

氢能是国家重点发展的新能源领域，石化制氢过程是氢能主要来源，在国家“双碳”政策下，碳计量技术是石化制氢过程低碳高效运行的必要手段。本文介绍了我国氢产能，尤其是石化制氢过程的现状，并对石化制氢过程碳计量进行了详细分析，展望了石化制氢过程碳计量的前景以及当前亟须解决的问题。     

波动性电源条件下PEM制氢电解槽核心材料耐久性研究建议

通过可再生能源进行制氢,用于传统高碳行业,是完成化石能源替代,实现“双碳”目标的重要途径。绿氢装备中,质子交换膜（PEM）电解槽响应快,调节范围广,与波动性可再生能源有着良好的适配性,是当前氢能领域研究热点。当前PEM电解槽的研究以大型化、低成本为主要目标,对于风光这一类波动性电源输入条件下,电解槽性能的稳定性、长周期运行下的衰减和老化机制研究不足,本文就风光波动性输入条件下PEM制氢电解槽耐久研究提出思考和建议。     

"双碳"目标下我国氢能产业发展路线研判

"双碳"目标出台后,我国氢能产业步入快速发展阶段.预计当前至2030年是我国氢能产业发展的奠基期,这一时期氢气将经历由化工原料向交通燃料的角色转换,蓝氢、绿氢技术成熟且实现商业化.绿氢时代我国将形成绿电制氢、依托天然气管网跨区域输氢、氢储能、分布式天然气制氢及系列氢走廊建设等氢能重点工程,构成氢能发展路线.目前地方发展氢能积极性高,建议及时制定出台国家层面氢能发展规划,攻关氢能领域核心技术,进一步完善氢能产业系列标准,加大氢能发展政策支持以及组建氢发展联盟,促进氢能产业实现可持续发展.     

中国氯碱行业氢能利用现状及趋势分析

<正>氢是宇宙中最丰富的元素之一，主要以水、碳氢化合物和各类有机化合物等化合态的形式存在。氢能来源广泛、清洁无碳，应用场景丰富，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介。氯碱行业联产氢是工业副产氢来源之一，氯碱企业应抓住机遇，推进氢气在新能源领域的应用。将氯碱行业副产氢气融入国家氢能发展大战略之中，不断提高行业氢气的利用率和附加值，发挥副产氢气的重要作用。     

双碳背景下水泥行业氢能的发展现状及趋势

氢能具有清洁无污染、单位质量能量密度高等特点，被视为21世纪最有发展潜力的清洁能源之一，在水泥、火电、汽车等领域的应用已成为各国技术研究的重点方向。氢能在国内外水泥工业中的发展现状主要是氢气作为燃料直接燃烧产生能量和氢气与碳利用技术(CCUS)结合使用两种方式。氢气直接燃烧技术的关键在于，通过氢气的掺入，提高替代燃料对化石燃料的替代率；氢与CCUS结合使用的关键在于，CO₂的捕集及研制催化CO₂加氢制甲醇的高效催化剂。结合氢内燃机、氢燃气轮机等工业领域对氢能燃烧存在的自燃、早燃、回火、NO_X排放量大等理论研究和解决方案研究，分析了我国水泥行业氢能当前发展现状和未来发展趋势。     

电解海水制氢的机遇与挑战

在双碳目标的背景下,氢能是传统化石能源的重要替代能源,相比化石能源的高碳排放和高污染,氢能表观上是一种绝对清洁的能源。各种制氢技术以及其发展方向是当下研究人员的关注热点,电解水制氢技术是实现将电能转换为氢载体进行储存的最理想方式,本文着重介绍了电解海水制氢技术,分析了电解海水制氢发展的机遇与挑战。     

“双碳”目标下掺氢燃气发电的现状与思考

全球已有超过130个国家和地区提出了碳中和目标，对能源转型和绿色低碳发展形成共识。能源电力系统是转型发展的关键领域，迫切需要绿色创新技术来驱动减排脱碳。掺氢燃气发电对环保的贡献，以及与可再生能源发电互补、可实现热电联供的作用越来越受到认可。结合绿色低碳发展趋势，梳理国内外掺氢燃气发电研究和应用的进展、关键问题，提出以“双碳”目标引领我国掺氢燃气发电发展的建议，为助力我国能源结构转型、实现新时代能源行业高质量发展提供基础参考。     

中小型炼油企业低碳发展路径及措施建议

在“碳达峰、碳中和”目标的影响下，我国炼油行业面临转型发展与碳减排的双重挑战。结合能源发展、炼油工业碳排放情况及行业发展趋势来看，传统中小型炼厂应首先从发展氢能，碳捕获、利用与封存(Carbon Capture Utilization and Storage, CCUS),节能与提效3个方向进行减碳行动。重点论述了碳减排措施相关技术现状和未来发展潜力，为中小型炼油企业提供碳减排方式参考。     

关于天然气管网安全掺氢比10%的商榷

大力发展氢能是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径之一。将氢气掺入现有天然气管网利于实现氢能经济高效、大规模输送与应用。安全掺氢比是掺氢天然气管输系统有待解决的关键问题之一。有观点提出当掺氢天然气中的掺氢比在10%以下时,可无需加以验证地直接通过天然气管网输送。本文提出从目前来看,该观点不成立。文章从管网系统掺氢适应性、示范项目掺氢比探讨和标准规范3个方面阐述了个中缘由。文中指出,掺氢天然气管输技术正处于起步阶段,其安全保障还面临诸多挑战,任何结论都需要经过反复论证和验证,以稳步推动氢能产业发展。     

氢液化、储存、加注安全风险评估与预防关键技术

氢能无次生污染、零碳且无污染,是当前世界范围公认的清洁能源之一,也是21世纪最具发展前景的二次能源之一。随着我国“碳达峰”、“碳中和”工作的不断推进,对于氢能领域的发展研究已经成为我国能源研究邻域的重要课题,氢能领域的发展研究对我国未来的能源体系布局具有重要战略意义。本文通过对氢的液化、储存、加注安全风险评估与预防关键技术进行讨论和研究,为我国未来能源体系发展提供有效建议。     

氢能源的利用现状分析

氢能是公认的清洁能源,它具有储运方便、利用途径多样、高利用率及来源广泛等特点,可为解决能源危机、全球变暖和环境污染提供帮助。当前,一些发达国家已将氢能列为国家能源体系中的重要组成部分,我国在氢能的研究及产业化方面也投入巨大。本文综合考虑氢能在能源和化工领域的应用,较为全面地总结了氢能作为清洁能源在燃料电池汽车、分布式发电、燃料电池叉车和应急电源,作为能源载体在可再生能源消纳以及作为重要化工原料在油品质量升级和煤制清洁能源各方面的国内外利用现状,分析明确了氢清洁能源的利用是目前推动氢能发展的主要动力,氢能源载体的利用有助于可再生能源和氢能的协同发展,而氢化工原料的利用则是目前最有希望实现氢能规模化利用的有效途径,同时指出氢的制取、储运和燃料电池技术依然是制约氢能发展的关键因素。     

碳中和背景下化工行业的绿氢应用展望

在实施双碳战略目标的背景下，化工行业降碳成为当前的发展重点。绿氢能一定程度上替代化工行业高碳原料，在降低环境污染、减少碳排放、实现能源转型等方面具有重要的作用。因此，提出了在碳中和背景下化工行业绿氢发展的问题以及未来发展方向。文章分析了氢能在化工行业各领域中的应用情况，并作出经济性分析，从控制电力价格、提高电解水制氢效率、加大政府扶持等提出了绿氢在化工行业应用的对策，旨为促进我国化工行业的可持续发展提供参考和借鉴。     

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。     

氢能综合利用研究展望

环境友好、安全和可靠的能源供应对社会的可持续发展和高生活质量是必不可少的,即使社会、环境、政治和经济挑战可能在提供能源方面发挥重要作用。不断增长的能源需求是由经济发展和人口增长所驱动的,化石燃料的利用在不断增长的能源需求中占很大比例,但这也带来了与温室气体排放和资源增加,使得从传统能源到可再生能源的全球转型势在必行。氢正在成为一种新的能源载体,在全球范围内得到了越来越多的认可,与合成碳基燃料不同,氢能可以在生命周期的基础上实现真正的碳中性。本文综合探讨氢能综合利用现状及展望,总结了氢能发展的主要挑战及机遇。     

氢能-煤基能源产业战略转型路径研究

在碳达峰、碳中和的战略目标下,煤基能源的兴衰关系到煤炭、煤电和煤化工上下游各个相关板块,影响面甚广。通过研究能源形态变革的演进规律发现,氢能是架起传统能源与新能源之间的桥梁,是可再生能源高比例发展的推进器,是煤化工/冶金产业转型发展的原料仓,是交通/电力领域多元发展的动力源,是未来电网平衡的稳定器。基于此,研究提出了氢能-煤基能源产业发展的契入点,布局氢源和制氢技术,建设通道,建立一体化产业发展模式,激活煤炭原料属性,实现CO₂零排放。最后阐述了氢能-煤基能源产业发展路径和建议,以切合国家能源发展战略,实现国家应对气候变化的总体目标。     

“双碳”背景下制氢技术前景展望

在全球能源转型的浪潮中,氢能产业迎来了前所未有的发展机遇。为促进氢能产业高速高质量发展,推动氢能从传统工业原料向大规模能源应用转型,国家发改委和能源局于2022年联合印发了《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》,从国家层面上明确氢的能源属性,提出氢能产业发展的基本原则以及各阶段的发展目标,部署了推动氢能产业良性健康发展的重要举措。围绕“双碳”目标下热门制氢技术的研究进展进行综述,分析各制氢技术的优缺点,最后对未来制氢技术的发展趋势进行了展望。     

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。     

微藻的工业应用及固碳强化措施

在“双碳”背景下，利用微藻光合作用固定CO2是一种绿色的碳减排方法，同时也可以实现碳的资源化利用，符合可持续发展战略，是很有前景的降碳技术。文章介绍了微藻在固碳耦合废气废水处理方面及其作为可再生生物质资源，在制备生物柴油、生物氢、生物乙醇等方面的应用，分析了制约微藻固碳及碳资源化利用的瓶颈，探讨了微藻固碳强化措施，以期为微藻固碳技术的发展及碳资源化利用开拓思路。