头豹研究院:2021年中国氢能产业链研究(附报告)

报告概要

中国氢是宇宙中含量最多的元素,在地球所有元素储量中排第三,充足的资源保证了氢能源供给的充足性。其次,氢元素主要以水的形式存在于大自然,原料容易获取。在氢能源循环系统中,我们可以通过光伏、风电等进行电解水获得氢气,然后氢气通过和氧气反应释放化学能,并且最终产物仍为水。整个过程无其他中间产物,没有造成资源浪费,零污染、零碳排量。由此形成一个可循环闭环系统,具有巨大的可持续性优势。在中国“碳中和,碳达峰”的大背景下,氢能产业的发展对中国实现双碳目标具有重大的战略意义,也是新能源产业发展中最重要的一环。

氢气热值高,是现有化石燃料的理想替代品。氢气的热值是常见燃料中最高的,为142KJ/g,约是石油的3倍,煤炭的4.5倍。这意味着如果消耗相同质量的燃料,氢气所提供的能量最高。氢气热值高的特点将在实现能源替代以及交通工具轻量化方面发挥重要作用。

虽然使用化石燃料制氢(煤、天然气等)拥有80%的能量转换效率,但是其制氢的生命周期平均二氧化碳排放量达到近14kg-CO2/kg·H2。可再生能源制氢是将本来废弃的风电、光伏电能转化为氢能储存起来,虽然可再生能源制氢的利用效率约为30%(主要是电解水环节的能量损耗较高),但其全生命周期平均二氧化碳排放量不到1kg-CO2/kg-H2。这对中国实现“碳中和”,“碳达峰”目标具有重大意义。未来随着技术的成熟,可再生资源的制氢效率有望大幅提升,可作为化石燃料最佳的替代品。

报告下载:
碳中和系列:2021年中国氢能产业链研究

 

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