氫能產業(yè)發(fā)展的環(huán)境影響和綜合效益評價

氫能產業(yè)發(fā)展的環(huán)境影響和綜合效益評價氫能產業(yè)發(fā)展的環(huán)境影響和綜合效益評價（一）氫能產業(yè)發(fā)展環(huán)境影響初步評價氫氣是清潔、綠色、低碳、無污染的二次能源。中長期規(guī)劃實施支持氫能的有序健康發(fā)展，促進新能源大規(guī)模發(fā)展和消納利用，減少化石能源消耗，提高資源利用效率，降低二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放，有利于應對氣候變化和生態(tài)環(huán)境保護。規(guī)劃編制過程中堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展理念，結合區(qū)域資源環(huán)境承載能力，識別項目環(huán)境敏感因素，納入規(guī)劃的重點實施項目不涉及生態(tài)保護紅線等環(huán)境制約因素。規(guī)劃項目實施過程可能存在的對大氣環(huán)境、水環(huán)境、聲環(huán)境、土壤環(huán)境等不良環(huán)境影響，可通過相關工程措施、管理措施和技術手段等進行有效預防和減緩。（二）氫能產業(yè)發(fā)展綜合效益評價氫能作為零碳、零排放的能源形式，具有長周期、大規(guī)模儲能優(yōu)勢，可實現(xiàn)異質能源跨地域和跨季節(jié)優(yōu)化配置，是促進可再生能源規(guī)模化高效利用的重要載體。通過發(fā)展氫能產業(yè)，增加氫能和可再生能源應用，可有力推動能源結構的調整，促進關聯(lián)產業(yè)綠色轉型發(fā)展。發(fā)展氫能產業(yè)，將帶動交通運輸、汽車制造、新材料、裝備制造等行業(yè)發(fā)展，增加地方稅收、改善基礎設施、拉動就業(yè)，促進地方經濟社會可持續(xù)發(fā)展。氫能產業(yè)國際、國內現(xiàn)狀當前世界正經歷百年未有之大變局，面對全球氣候風險、環(huán)境危機和能源安全問題，新一輪科技革命和產業(yè)變革正在加速進行，碳達峰碳中和正逐漸成為國際社會共識與一致行動。在全球能源清潔低碳轉型發(fā)展的大勢下，氫能開發(fā)利用關鍵技術不斷取得重大突破，展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景，受到了多個國家和地區(qū)的廣泛關注。從國際來看，全球氫能制取、儲運和燃料電池等核心技術研發(fā)和關鍵材料制造日漸成熟，產業(yè)鏈逐漸完善，市場規(guī)模迅速擴大，氫能基礎設施建設明顯提速，終端應用成本呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢，部分區(qū)域規(guī)?；茝V條件基本具備。美國、日本、韓國、歐盟等主要發(fā)達國家和地區(qū)均將氫能納入未來能源發(fā)展戰(zhàn)略，持續(xù)加大技術研發(fā)與產業(yè)化扶持力度，推動氫能清潔、經濟、可靠發(fā)展和多元化、規(guī)?；瘧?，逐步擴大氫能在終端能源體系中的比重。從國內來看，我國氫能發(fā)展已積累了一定的基礎，初步掌握了全產業(yè)鏈主要技術和生產工藝，氫能產量居世界首位，可再生能源制氫基礎條件領先，部分重點經濟圈已出現(xiàn)氫能產業(yè)的區(qū)域化集聚，以氫燃料電池汽車應用為重點的氫能示范應用已在部分區(qū)域實現(xiàn)。近年來，國家高度重視引導氫能產業(yè)健康有序發(fā)展，氫能在構建清潔低碳、安全高效能源體系中的戰(zhàn)略定位更加清晰，在實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的進程中將發(fā)揮重要的作用。制氫技術分析盡管氫是自然界最豐富的元素之，但是天然的氫在地面上卻很少有，所以只能依靠人工制取。通常制氫的途徑有:從豐富的水中分解氫:從大量的碳氫化合物中提取:從廣泛的生物資源中制取氫:或利用微生物去生產氫等等。各種制氫技術均可掌握。但是作為能源使用，特別是普通的民用燃料，首先要求產氫量大，同時要求造價較低，即經濟上具有可行性，這是今后制氫技術的選擇標準。就長遠和宏觀而言，氫的主要來源是水，以水裂解制氫應是當代高技術的主攻方向。以下簡述幾種制氫方法。（一）化石燃料制氫這是目前大量化工用氫的生產方法，如化肥生產的造氣，即以煤在氣化爐中燃燒，通過水蒸氣還原反應，獲得氫氣。同樣，石油、天然氣或生物質燃料，均可用類似的方法制取氫。但是，這樣的造氣效率不高，需要消耗大量能源，并對環(huán)境污染較大。以能源換燃料，是得不償失的。鑒于化石能源的有限性，應盡可能滿足有機原料的需要，而不能作為產生氫能的依靠。（二）電解水制氫人們最早的制氫方法就從電解水開始，至今它仍然是工業(yè)化制氫的重要方法。盡管改進型的電解槽已把電耗壓到了相當?shù)?，但還是工業(yè)生產中的電老虎。而且電本屬二次能源，除了水電，電是用大量燃料換來的，其中經過熱能、機械能、電能的轉換，本來能耗就不小，再經電解水制成氫，總的能源效率實在太低，以此將氫作能源，無疑也是不可取的。不過現(xiàn)在正繼續(xù)改進電解水制氫的工藝，并使用豐水期的水電，或利用風能、太陽能等可再生能源來電解水制氫作為這些新能源的貯存手段，自當別論，不能不說是有可取之處。（三）硫化氫制氫在石油煉制、煤和天然氣脫硫過程中都有硫化氫產出，自然界也有硫化氫礦藏，或伴隨地熱等的開采也會產生硫化氫。國外已有硫化氧分解方法，包括氣相分解法（干法）和溶液分解法（濕法），能同時獲得硫磺和氫氣。盡管這種工藝需要一定的高溫（約600C）和適當?shù)拇呋瘎?，或經過光照等措施，但是能化害為利，綜合利用，將不失為一種制氫的好方法。（四）光解海水制氫80年代末，國際上出現(xiàn)了光解海水制氫的方法，以激光誘導MOCVD制膜技術有所突破，制成新型的金屬/半導體/金屬氧化物光電化學膜，用此種膜作為海水電解的隔膜，能使海水分離制得氫和氧，其電耗低，轉換效率已達10%左右，此方法已引起各國科學家的關注。（五）光化制氫利用入射光的能量使水的分子通過分解或水化合物的分子通過合成產生出氫氣。在太陽的光譜中，紫外光具有分解水的能量，若選擇適當?shù)拇呋瘎?，可提高制氨效率。因此在太陽能利用的高技術研究中光化制氫將作為重點。，有的還可將光電、光化轉換同時進行，以獲得直流電和氫、氧。目前，盡管尚處于實驗室研究階段，但對開辟制氫途徑具有很大的吸引力。（六）生物制氫技術利用植物的光合作用制氫和微生物分解有機物制氫。從常見的植物光合作用吸收二氧化碳制造氧的過程，不難理解光合作用的深化。目前，光合作用在多數(shù)植物中效率非常低，通常均低于千分之五，這與自然光譜的吸收率有關。在今后的生物工程研究中，提高植物的光合作用效率是突出任務之一，其中除制氧機制外，氫的轉換也在其中。至于微生物制氫，自然界已發(fā)現(xiàn)有類似甲烷菌的制氫菌，只是其菌種繁育不如甲烷菌那樣簡單。若能建立合適的菌種群落，制造氫氣就會像制造沼氣一樣。（七）熱分解水制氫當水直接加熱到很高溫度時，例如3000C以上，部分水或水蒸氣可以離解為氫和氧。但這種過程非常復雜，遠非設想那樣簡單。其中突出的技術問題是高溫和高壓。較有希望的是利用太陽能聚焦或核反應的熱能。關于核裂變的熱能分解水制氫已有各種設想方案至今均未實現(xiàn)。人們更寄希望于今后通過核聚變產生的熱能制氫。在美國能源部主持下有勞倫斯一利弗莫爾實驗室、通用原子能公司和華盛頓大學等單位參加的核能熱化學制氫研究項目已進行了多年，主要是以一種串聯(lián)磁鏡式核聚變堆為熱源，用硫碘熱化學循環(huán)的方法制取氫。此外，原蘇聯(lián)也制訂過通過托卡馬克核聚變堆進行高溫蒸汽電解的制氫方案。所有這些制氫方法，都涉及一系列高技術，但人們仍有信心迎接氫能世界的出現(xiàn)。氫能產業(yè)發(fā)展指導思想立足新發(fā)展階段，完整、準確、全面貫徹新發(fā)展理念，構建新發(fā)展格局，緊扣實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，貫徹四個革命、一個合作能源安全新戰(zhàn)略，聚焦作示范、勇爭先的目標要求，積極融入國內統(tǒng)一大市場，結合省情實際推動氫能產業(yè)有力有序發(fā)展，以應用示范支撐技術創(chuàng)新，以規(guī)劃布局引導產業(yè)聚集，穩(wěn)步提高我省氫能消費量，推動氫能成為我省安全高效、清潔低碳能源體系和新興產業(yè)的重要組成部分。氫能的概況（一）氫氣能量密度高，環(huán)保性能好近年來，全球氣候變化和化石能源枯竭問題日益突出，作為一種綠色高效的二次能源，氫能具有熱值高、無污染、可儲存、與可再生能源便捷轉換等優(yōu)點，在交通、工業(yè)、建筑等領域具有廣闊的應用前景，有望在終端能源消費領域替代石油、天然氣等化石能源，有利于保障國家能源安全。（二）國內氫能產業(yè)取得了一些突破但仍有大量關鍵技術、零部件依賴國外。在全球氣能產業(yè)發(fā)展提速背號下，寶內企業(yè)持續(xù)進行自主研發(fā)，但與國際先進水平仍存在明顯差距，制氫及氫燃料電池中的催化劑和質子交換膜、儲氫環(huán)節(jié)的液氫加工技術、運氫環(huán)節(jié)的長距離輸送技術和用氫環(huán)節(jié)的加氫站內關鍵材料制備技術都掌握在加、美、日、韓、德、法等國家手中，進口依賴高，議價能力差，制約我國氫能產業(yè)發(fā)展。此外，我國加氫站等基礎設施總量不足以支撐氫燃料電池汽車大規(guī)模使用，技術和基礎設施的雙重掣肘導致氫能全產業(yè)鏈成本高。（三）全球范圍內正掀起氫能產業(yè)發(fā)展熱潮將極大推動氫能產業(yè)發(fā)展，在全球加速能源低碳化轉型背景下，發(fā)達國家結合自身資源稟賦和產業(yè)技術現(xiàn)狀，逐步明確氫能源在國家能源體系中的定位，加速引導氫能產業(yè)健康發(fā)展，全球將迎來氫能社會發(fā)展熱潮。目前我國正處于氫能產業(yè)培育期，但國家層面缺乏頂層設計，尚未明確氫能在國家能源戰(zhàn)略層面的重要定位，且部分補貼門檻高、落地困難，大量標準尚為空白或已經過時，近期國家相關部委正在組織制定氫能產業(yè)規(guī)劃和氫燃料電池車發(fā)展指導意見，將有效推動氫能產業(yè)發(fā)展。（四）國內傳統(tǒng)石化能源企業(yè)紛紛布局氫能業(yè)務目前，我國氫能產業(yè)處在培育期，預計2023年將進入快速發(fā)展期。在具體路線圖和詳細專項規(guī)劃尚未出臺的情況下，國家能源集團、中石油、中石化、國電投等大型傳統(tǒng)化石能源企業(yè)從加強新能源發(fā)電消納、工業(yè)副產氫價值利用等角度出發(fā)，超前謀劃、搶抓市場機遇，紛紛布局氫氣管道、加氫站、油氫電綜合智慧能源站等業(yè)務，氫能產業(yè)已呈現(xiàn)群雄逐鹿態(tài)勢。（五）氫能尚不具備應用于儲能領域的條件目前氫儲能系統(tǒng)效率僅為電化學儲能的50%左右、抽水蓄能的60%左右。未來隨著單項技術的突破和研發(fā)體系的構建、配套基礎設施的加速建設，技術國產化和量產化程度將不斷提高，氫儲能系統(tǒng)效率有望提升，但超過電化學儲能和抽水蓄能系統(tǒng)效率的難度較大。氫能源的特點當今世界開發(fā)新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然氣、煤，石油氣均屬不可再生資源，地球上存量有限，而人類生存又時刻離不開能源，所以必須尋找新的能源。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源、能源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的儲量豐富的新的含能體能源。氫正是這樣一種在常規(guī)能源危機的出現(xiàn)和開發(fā)新的二次能源的同時，人們期待的新的二次能源。氫位于元素周期表之首，原子序數(shù)為1，常溫常壓下為氣態(tài)，超低溫高壓下為液態(tài)。作為一種理想的新的合能體能源，它具有以下特點。重量最輕，標準狀態(tài)下，密度為0．0899g/l，-252．7℃時，可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個大氣壓，液氫可變?yōu)榻饘贇?。導熱性最好，比大多?shù)氣體的導熱系數(shù)高出10倍。普遍元色，據估計它構成了宇宙質量的75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質。據推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍?；厥绽?，利用氫能源的汽車排出的廢物只是水，所以可以再次分解氫，再次回收利用。理想的發(fā)熱值，除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，是汽油發(fā)熱值的3倍。燃燒性能好，點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點高，燃燒速度快。無毒，與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質，少量的氮化氫經過適當處理也不會污染環(huán)境，且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復循環(huán)使用。產物水無腐蝕性，對設備無損。利用形式多，既可以通過燃燒產生熱能，在熱力發(fā)動機中產生機械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉換成固態(tài)氫用作結構材料。氫能產業(yè)發(fā)展發(fā)展基礎從省內來看，我省氫能產業(yè)發(fā)展已初步涵蓋制、儲、輸、用各個環(huán)節(jié)，并在相關技術研發(fā)和裝備、材料制造等領域啟動布局，為氫能產業(yè)發(fā)展打下了一定的基礎。（一）氫氣制備和應用初具規(guī)模制氫方面，據初步統(tǒng)計，我省從事氫能制備的企業(yè)已有十余家，主要集中在九江、贛州等區(qū)域，氫氣年產量約30萬噸。其中，九江兩個制氫項目分別年產氫18．1萬噸和7．5萬噸，為目前省內規(guī)模最大的制氫項目；其他年產氫1000噸以上的項目主要為氯堿工業(yè)副產氫和甲醇重整制氫，成本相對較低，具備進一步擴大規(guī)模的潛力。氫能服務方面，部分企業(yè)擁有氫氣制備、提純和管束車運輸能力，已成熟運營市場化氫氣供應服務。氫能應用方面，當前主要集中在石化、化工、有色領域，此外在醫(yī)藥、電子等領域也有一定規(guī)模的應用，氫能應用領域與我省傳統(tǒng)優(yōu)勢產業(yè)的契合度較高，應用前景較好?；A設施方面，九江市已建成全省第一座日加氫500公斤的油電氫混合站，積極推進氫能船舶研制和應用，為氫能在水陸交通領域示范應用的啟動提供了先決條件。（二）氫能相關科技創(chuàng)新勢頭積極省內重點高校和氫能產業(yè)骨干企業(yè)充分發(fā)揮創(chuàng)新主體作用，搭建了一批氫能科技創(chuàng)新和產品研發(fā)平臺，在儲氫合金材料研制、燃料電池電堆與材料制備、工業(yè)固廢提取制氫劑等領域取得了積極進展。省內相