登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《绿色氢能源转型：挑战与必要性》

  • 来源专题：新能源汽车
  • 编译者： 王晓丽
  • 发布时间：2025-06-25

  • 研究机构与研究人员

    剑桥经济计量学与埃克塞特大学

    研究人员?：包括来自埃克塞特大学全球系统研究所的Femke Nijsse博士，以及剑桥经济计量学的全球环境主管Simone Cooper-Searle等。

    主要研究内容

    • 报告探讨了政府针对性政策能否在全球范围内激发具有成本竞争力的绿色氢产业。
    • 研究人员模拟了全球范围内要求在化肥生产中使用绿色氢以及实施全球氢生产碳价的影响。
    • 研究发现，当前政策在全球层面不足以实现这一目标，但结合这些政策，绿色氢可以与灰色氢在成本上竞争。
    • 报告还强调了使用绿色氢生产氨肥作为创建大规模绿色氢市场的早期途径，这将减少氨生产排放（目前约占全球排放的2%），并可能降低生产成本，推动绿色氢在其他领域的应用。
    • 报告指出了不同地区间的巨大差异，如巴西在风力发电方面具有巨大潜力，其绿色氢在现行政策下已能与国内化石燃料氢竞争。

    产生的效果

    • 绿色氢是实现化肥生产和清洁钢铁生产脱碳的唯一现实选择，并可能在航空等其他领域发挥作用。
    • 在巴西这样的地区，政策支持可能导致该国在氮基化肥方面实现自给自足，减少进口依赖，甚至成为低碳氢产品的区域出口国。

    报告是“能源创新与系统转型经济学（EEIST）”项目的一部分。

  • 原文来源：https://techxplore.com/news/2025-06-green-hydrogen-transition-tough.html
19浏览量
原文链接
相关报告

  • 《煤化工绿色转型抓机遇破挑战》
    • 来源专题：能源情报网监测服务平台
    • 编译者：郭楷模
    • 发布时间：2024-08-27
    • 煤炭是化工不可或缺的原料，也是煤炭产业链上的碳排放大户。日前印发的《中共中央国务院关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》提出，推动包括化工、石化和钢铁等传统产业绿色低碳改造升级，并加强化石能源清洁高效利用。 近年来，技术创新和政策支持促进现代煤化工与新能源耦合发展，实现更高效、环保的能源利用。未来，煤化工清洁高效发展将盯准科技创新和多产业融合，坚持高端化、多元化、低碳化发展。 煤炭地位短期难被取代 近年来，随着传统煤炭企业向煤化工转型，我国煤化工产业规模稳步增长。2023年，煤（甲醇）制烯烃产能为1865万吨，较2019年增长17.9%；煤制气产能67.1亿立方米，较2019年增长33.3%；煤制乙二醇产能1118万吨，较2019年增长131.5%；煤制油产能1138万吨，较2019年增长23.56%。 煤制油、煤制天然气可为国家能源安全提供战略支撑和应急保障。通过煤化工过程生产的烯烃、乙二醇、甲醇等化工原料，可广泛用于生产塑料、合成纤维、合成橡胶、医药等产品，有助于减少对外依赖，提高石化产品自给能力。 但同时，煤化工行业长期以来是煤炭产业链上的碳排放大户。“由于现代煤化工工艺中调氢反应不可缺失，因此耗水与碳排放较多，由‘三废’特别是煤化工废水引起的环保问题突出。”中国矿业大学（北京）教授刘淑琴告诉《中国能源报》记者。 然而，在中国化工领域，煤炭短期内其很难被其他原料完全取代，因此其清洁高效利用成为关键。刘淑琴表示，通过采用节能、降碳、节水、减污技术，提高资源能源利用效率，并积极探索二氧化碳捕集利用与封存等技术，现代煤化工产业正向绿色低碳方向转型。 技术创新仍有空间 以合成氨和甲醇为例，权威统计显示，大多数国家以天然气为主要原料，而我国约80%的合成氨和甲醇由煤炭制成，导致煤化工行业碳排放强度较高。氢作为合成氨和甲醇的原料气，生产1公斤煤制氢会排放约11公斤二氧化碳，相比之下，天然气制氢的碳排放可减少一半。 中国煤炭工业协会发布的《2023中国煤炭工业发展报告》指出，煤炭清洁高效利用最主要的方向是煤化工，而技术创新不足仍是制约现代煤化工产业高质量发展的瓶颈，尤其是缺乏下游产品高端化核心技术，且产业链较短。 “当前，煤化工能源利用与资源转化效率偏低、初级产品多，精细化、差异化、专用化下游产品开发不足，导致产业竞争力不强。”刘淑琴指出，我国现代煤化工科技创新需在共性关键技术、前沿引领技术、现代工程技术、“卡脖子”技术，以及部分重大装备、重要材料上实现新突破。“面对产业链短、产品结构相对单一、基础产品占比过高的情况，我国煤化工需要向高端化、多元化、低碳化方向发展，避免同质化、低水平重复建设。 探索与新能源融合 “近年来，国家出台一系列政策，鼓励现代煤化工与新能源技术结合，如氢能产业的发展规划和支持煤化工与绿电、绿氢、绿氧等产业耦合示范。”刘淑琴称，部分现代煤化工产品是新能源产业的关键材料，例如煤液化沥青可为电池产业提供负极原料。“另一方面，储能技术也可为煤化工提供灵活的节能减排方案。” 据了解，目前在建的宝丰能源煤基新材料项目采用绿氢与现代煤化工融合生产工艺，烯烃总产能300万吨/年，其中40万吨将依托配套建设的风光制氢一体化项目。相比纯煤方案，该项目有望增加甲醇产量122.89万吨/年，节约标准煤253万吨/年，减少碳排放量631万吨/年。 煤炭企业在原料开发方面的优势也可延伸至煤化工项目。近期，位于内蒙古鄂尔多斯的山东能源集团内蒙古荣信化工有限公司烯烃项目开建。“一二期项目原料煤和气化煤部分利用达拉特旗周边煤矿产品。向南300公里范围内不仅有为煤制烯烃配套建设项目，还有集团内部煤矿企业的煤矿，节省了原料运输成本。”该项目相关负责人表示，项目采用的技术设备可减少蒸汽用量，降低循环水用量，减少污水处理量，并接入部分绿电，提高清洁能源利用比例。
    42浏览量
    原文链接

  • 《维萨拉传感器技术助力能源绿色转型》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2023-07-18
    • 绿色转型包括从天然气转向替代能源，是近十年的重要挑战之一。为应对这一挑战，维萨拉研发了可靠的绿色技术，助推能源绿色转型。在生物甲烷领域，维萨拉的传感器有助于更清洁、更高效的生产过程，并具有显著的生产利润率。 世界各国都在迫切地寻找化石燃料的替代品，以减少温室气体 (GHG) 排放，从而减缓全球变暖。实现该目标的方法之一是用沼气及其精炼产品生物甲烷代替天然气，但长期以来，化石天然气的低价格和大量供应抑制了沼气的大规模生产。只有在兼具环保效益和可持续经济效益的情况下，生物甲烷才是可行的解决方案。而该生产中的持续监测及工艺优化更显得尤为重要。 深埋地下的有机物层在高温高压下分解，历经数百万年时间，最终形成天然气，它由甲烷和少量其他气态碳氢化合物组成。因此，天然气是一种化石燃料，它燃烧释放的温室气体在全球温室气体排放中占比很大。例如，根据美国环保局（USEPA）的数据，2020年，天然气消费导致的二氧化碳排放占美国住宅和商业部门直接化石燃料CO2排放量的79%。 不断上升的能源成本、供应链中断，以及与天然气开采、运输和燃烧相关的温室气体排放意味着人类需要可靠、更经济和更可持续的天然气替代品。 在绿色转型期间，化石燃料将被逐步淘汰，因而有必要通过创新寻找替代的清洁能源。因此，随着我们进入绿色能源能够盈利且可持续发展的时代，新技术将发挥至关重要的作用。 用生物甲烷替代天然气 沼气是新兴的能源形式之一，生物甲烷也是。生物甲烷从沼气中提炼出来可代替天然气使用。到目前为止，生物甲烷主要在当地生产，例如在农场、废物处理设施和垃圾填埋场。阻碍能源大量生产的关键问题是沼气厂效率低下、质量不一、产量波动和沼气厂停产，这也会导致客户成本高昂。 作为一种重要的绿色替代能源，只有当它具有经济效益并且能够与可用的其他替代性可再生能源竞争时，它才有用武之地。对生产和提纯沼气以生产生物甲烷的工艺进行在线监测可以提高生产效率，使生物甲烷成为具有经济效益且环保的化石燃料替代品。 变革潮流正在席卷整个行业，生物甲烷产量正在上升。维萨拉电力与能源总监 Pasi Iisakla和产品经理Antti Heikkilä表示：“推动这种变化的因素除了天然气价格飙升之外，还有欧盟的绿色转型及其严格的排放目标。如果我们想要实现这些目标，就必须在这十年结束时生产十倍以上的生物甲烷以取代化石燃料。” 在欧盟目前生产的沼气中，约有75%用作当地热源和发电，只有近20%的沼气被转化为生物甲烷。根据欧盟委员会的RePowerEU计划，预计到2030年生物甲烷产量将增加十倍，到2050年将增长更多。如今，生物甲烷的生产成本估计约为80欧元/MWh，但欧洲沼气协会希望未来可以下降到55欧元/MWh。只有借助新的工艺控制仪表，才能实现这种产量和效率的双增长。 从手动控制到优化生产 这就是由维萨拉开发并在多个沼气厂测试的传感器技术的用武之地。该技术可以使生物甲烷的生产更节省资源、更清洁，质量更稳定。自动化和远程控制有助于将沼气厂规模及其产量扩大到一个新的水平。 此外，由于生产控制的改善和规模的扩大，生物甲烷的生产价格预计将降至当前天然气价格的一半，实现盈利目标。 当仅为热电联产厂（CHP)生产沼气时，即使没有实时气体质量测量，也可以有效地控制生产工艺，因为气体的甲烷含量相对较低，并且可以在一定范围内波动。 维萨拉产品经理Antti Heikkilä表示：“当对沼气进行提炼，若想将作为燃料的生物甲烷含量达到95%时，就需要一种更精确和智能的测量技术。这会提高生物甲烷生产效率，并尽量减少有害的甲烷泄漏。” 当生产工艺尽可能实现自动化和优化时，我们能够捕获和利用更大比例的原材料，这也将减少材料浪费。生产工艺中的甲烷浪费量也可以尽量降低。从沼气中分离出的二氧化碳可以被捕获、净化和出售。 在理想情况下，该工艺会成为一个封闭系统，所有流出物都以某种形式被捕获和利用。 Antti Heikkilä指出：“这些沼气厂并不缺乏原材料。据世界沼气协会估计，目前高达98%可分解为沼气的废弃物未得到充分利用。”   维萨拉的可靠技术和专业知识 作为气象、环境和工业测量方面的设备生产厂商，维萨拉已经拥有沼气测量所需的技术，这种技术之前用于监测大容量变压器的状况等领域。 维萨拉新的技术MGP261和MGP262都可以连续测量甲烷、二氧化碳和湿度。主要区别在于MGP261可测量甲烷含量为0-100%的气体，因此应用范围包括厌氧发酵工艺中的各个点、填埋气体监测、沼气处理工艺中的活性碳过滤器以及热电联产发动机进料气体监测。而MGP262可测量甲烷含量为0-5%的气体，因此主要用于原地测量沼气提纯工艺（将沼气中的甲烷浓缩至天然气标准）中的逸出气体，此类应用需要在二氧化碳浓度高的情况下可靠且高度准确地测量低浓度甲烷。 维萨拉电力与能源总监Pasi Iisakla表示：“沼气厂的另一个挑战是处理腐蚀性杂质，例如硫酸。” 维萨拉与客户合作开发的“沼气版本”已成功通过测试。例如，在芬兰埃斯波的Ämmässuo废弃物处理中心进行了测试，该中心是欧洲最大的此类废弃物处理中心之一。其他试点地点包括丹麦哥本哈根的一家专门从事碳捕获和储存技术的垃圾焚烧厂，以及日本三浦的一家可生产沼气、热能和电力的大型垃圾处理厂。 Pasi Iisakkala表示：“我们现在正在扩大这些解决方案的规模，并将已经在加工工业中测试过的技术引入到新领域。这是维萨拉25年环境测量历程中的新篇章。” 据Pasi Iisakkala和Antti Heikkilä称，沼气和生物甲烷是能源转型解决方案的重要组成部分。得益于维萨拉的可靠技术，它们的生产已兼具环保效益和可持续经济效益
    199浏览量
    原文链接