东京奥运会首创以光伏制氢点燃圣火并为奥运村提供能源

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据报道,7月23日东京奥运会的奥运圣火点火仪式,日本方面采用了氢能来点燃本届奥运的圣火。

在奥运会的历史上,奥运圣火的燃料经历了多次变革,开始是金属镁,后来使用过天然树脂、橄榄油等,近几届奥运会使用丙烷作为燃料。

在本届奥运会上,日本将氢能作为奥运圣火的燃料。同时,奥运村也使用氢能作为能源,为奥运村供电。氢气来源于6.8万块太阳能电池板,利用光伏发电制氢。

与煤炭、石油和天然气相比,氢能在自然界不是天然存在,需要通过一次能源化学加工或转化产生,此外,氢燃烧时只产生水,不产生二氧化碳,因此,氢能是清洁的二次能源。氢能在能源、交通、工业、建筑等领域具有广泛的应用前景,可以作为能源互联转化的重要媒介,推动能源清洁高效利用,实现大规模深度脱碳。

氢能被广泛认为是未来最有发展潜力的二次能源,它具有储量丰富、能量密度高、可存储等多种优点。

氢既可由可再生能源,如水能、风能、太阳能、生物质和地热能制取,也可由不可再生能源,如煤、天然气和核能制取,所以,氢的生产途径广泛,具备可再生、可持续性。

另外,氢在使用后的排放物是水,可以达到“零”碳排放和“零”污染。世界各国普遍认为,氢能是最适合人类社会未来应用的新型清洁能源之一,对解决当前全球能源危机、环境恶化和温室效应问题具有重要作用。

氢气来源包括:煤、天然气等化石能源制氢,工业副产品制氢,电解水制氢,以及甲醇等其他方式制氢。现阶段氢气来源仍以化石能源制氢为主,在碳达峰碳中和目标驱动下,零碳制氢将是未来发展的主要趋势,灰氢→蓝氢→绿氢将成为未来发展的主要路径。

氢能对构建低碳高效现代能源体系具有重要作用。目前,我国氢用量2300万吨,约占全球用量的1/3,应用市场广阔;2030年绿氢占比预计达1.5%~2%,未来,氢能供应将成为能源行业竞争的新热点。

据中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019》预测,到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%,氢气需求量接近6000万吨,年经济产值超过10万亿元。

氢能能量密度高,运行维护成本低,可长时间存储且可实现过程无污染,是少有的能够储存上百吉瓦时以上,且可同时适用于极短或极长时间供电的能量储备。对可再生和可持续能源系统而言,氢气是一种极好的能量存储介质。氢储能被认为是极具潜力的新型大规模储能技术。

氢储能技术即通过电解水制取氢气,将氢气存储或通过管道运输,制取的氢气可用于交通、钢铁、合成氨等领域,也可在有用能需求时通过燃料电池进行热电联供。

氢储能技术适用于大规模储能和长周期能量调节,是实现电、气等多类型能源互联的关键。氢储能技术主要包含电解制氢、储氢及燃料电池发电技术,可用于可再生能源消纳、调峰调频辅助服务、削峰填谷、需求侧响应、微电网等场景。

可再生能源消纳。将电解制氢技术用于可再生能源发电场景,在提升可再生能源发电规模化消纳的同时,还能够优化风电/光伏场群的出线容量,从而降低电网外送输电容量的投资,提高输电线路的利用率。

调峰调频辅助服务。具备快速响应及启停能力的电解制氢系统,在用电高峰时可用于调峰调频辅助服务。大容量燃料电池发电系统可在电网超负荷运行时用作调峰机组,以满足发电需求。

削峰填谷、需求侧响应。电解制氢系统可在用户侧利用谷电制氢实现调峰,也可通过电力需求侧实时管理系统,作为灵活负荷参与需求侧响应。制取的氢气储存起来,还可用于加氢站加氢服务。

微电网。电解制氢+储氢+氢燃料电池发电用于构建微电网系统,分布式可再生能源消纳,进行氢、热、电联供,实现偏远地区可靠供能。