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以技術(shù)創(chuàng)新開啟制氫能效新時代 電解水制氫闊步向前

作者:記者 仲蕊 來源:中國能源報 發(fā)布時間:2023-02-28 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:碳達峰碳中和目標下,我國氫能產(chǎn)業(yè)迎來加速發(fā)展,綠氫在降碳中發(fā)揮的作用備受關(guān)注。電解水制氫作為目前最主要的制取綠氫方式,市場規(guī)模不斷擴大。近年來,不少大型央企、傳統(tǒng)氫能企業(yè)紛紛將目光瞄準綠氫產(chǎn)業(yè)。業(yè)界普遍認為,隨著制氫裝備在性能、成本等方面的不斷提升,以及光伏電價優(yōu)勢的逐漸凸顯,我國綠氫產(chǎn)業(yè)有望加速發(fā)展。

隆基綠能科技股份有限公司創(chuàng)始人、總裁李振國指出,“雙碳”目標的提出極大促進了全球碳中和共識的形成,在碳中和背景下,在能源轉(zhuǎn)型大趨勢下,氫能是我國實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的新興賽道,將成為未來能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。

對此,隆基氫能立足突破技術(shù)、經(jīng)濟性兩大難題,瞄準電解水制氫環(huán)節(jié),正式發(fā)布全新一代堿性電解水制氫設備ALK Hi1系列產(chǎn)品,不斷下探能耗提升能效,定義商業(yè)化電解水制氫能效新高度。

■■大規(guī)模綠氫應用支撐能源轉(zhuǎn)型

中國國際經(jīng)濟交流中心副理事長,國務院發(fā)展研究中心原副主任王一鳴表示,我國是世界上最大的制氫國,年制氫產(chǎn)能4000萬噸,但綠氫的占比不足千分之一。推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要進一步做大做強綠氫?!澳壳拔覈鴼淠軕弥攸c在以商用車為主的交通領(lǐng)域,鋼鐵、有色、石化等傳統(tǒng)用氫大戶目前仍主要使用化石能源生產(chǎn)的灰氫,如果能在工業(yè)領(lǐng)域進行大規(guī)模綠氫應用,對實現(xiàn)‘雙碳’目標具有重要意義?!?

在中國科學院院士李燦看來,我國綠氫發(fā)展趨勢不可逆轉(zhuǎn)?!半S著‘雙碳’戰(zhàn)略的實施推進,我國綠氫應用比例將越來越大,預計到2060年,我國化工、鋼鐵等能源領(lǐng)域的綠氫使用量將占氫總使用量的80%?!?

當前,我國電力占終端能源消費比重約25%,75%的能源消耗是非電形式。李振國指出:“隨著能源轉(zhuǎn)型深化,電力在能源消費里的占比會越來越高。我們初步估計,到2050年左右,能源消耗的電氣化程度將達60%以上,但仍有如化工、鋼鐵冶煉、水泥產(chǎn)業(yè)、供熱等場景,需要引入高能量密度的二次能源。因此,我們認為氫能將成為未來能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分?!?

“總體來看,通過綠氫規(guī)?;瘧脤崿F(xiàn)降本,從而推動氫能多元化應用,是氫能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。在此過程中,產(chǎn)業(yè)應致力于大基地規(guī)?;_發(fā)利用綠氫來降低成本,推動新技術(shù)應用,實現(xiàn)風光水電資源的高效利用消納,從而帶動終端交通、化工、冶金等領(lǐng)域的綠色零碳發(fā)展?!眹夷茉醇瘓F國華投資公司黨委書記、董事長劉小奇稱。

■■實現(xiàn)能耗能效“雙突破”

“十四五”期間,實現(xiàn)綠氫產(chǎn)業(yè)的做強做大做優(yōu),大力發(fā)展可再生能源電解水制氫勢在必行,在此過程中,如何突破能耗、能效雙重限制尤其關(guān)鍵。對此,中國石油和化工聯(lián)合會會長李壽生表示,氫能是人類未來新能源發(fā)展突破的重大希望,氫能的發(fā)展關(guān)鍵在于搶占氫能技術(shù)的制高點,走出一條“重點突破”和“協(xié)同推進”的創(chuàng)新路子。

李振國指出,全球范圍內(nèi)電解水制氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模都比較小,整個供應鏈體系不完備,電解水制氫產(chǎn)能不充足,與此同時,大型電解水制氫的能效、成本有待進一步提高?!叭绻麑硪M行大規(guī)模的綠氫制備,整個供應鏈體系首先要建立完備,以適應大規(guī)模工業(yè)應用?!?

在李振國看來,降本增效是光伏產(chǎn)業(yè)的第一原則,而發(fā)展氫能技術(shù)的本質(zhì)在于降低單位制氫成本。“降低電力成本是制氫端氫氣成本降低的關(guān)鍵,此外,還要不斷降低制氫單位電耗、提高能效?!?

隆基氫能致力于用同樣的電,轉(zhuǎn)換更多的氫氣,進一步提升制氫效率?!皣@降低單位制氫成本這一目標,我們開展了不同場景的全面調(diào)研,發(fā)現(xiàn)各地不同的電力系統(tǒng),氫能資源稟賦,電價機制和政策都會影響到制氫裝備的運行模式。”隆基氫能總裁馬軍稱,以國內(nèi)西北某綠氫項目為例,光伏發(fā)電同時外購部分綠電,制氫系統(tǒng)每年的運行時間在4300小時左右,采用Hi1產(chǎn)品,單位制氫成本降低2.7%,每年可節(jié)約電費6.4%,相當于減少初始投資25%。

“全球電解水制氫行業(yè)包含堿性電解水制氫技術(shù)及質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)在內(nèi)的滿負荷直流電耗水平,基本處于每立方米4.5-4.6千瓦時?!崩顮N表示,這已是工業(yè)水平中較好的表現(xiàn)。如果可再生電力價格降到每度電0.2元,直流電耗達到4.3千瓦時/立方米,就可以做到“一塊錢一方氫”,基本接近煤制氫成本。

■■亟待政策支持

裝備技術(shù)持續(xù)升級,應用成本不斷下降,產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好背后,還需多方政策助力。

在李壽生看來,氫能的創(chuàng)新發(fā)展必須要有超前、精準、穩(wěn)定的政策支持?!霸跉淠馨l(fā)展中,不僅涉及大量資金投入,還涉及技術(shù)標準、排放標準,以及環(huán)保排放要求等,如技術(shù)研發(fā)的支持、排放標準的規(guī)定、碳稅的設計、安全環(huán)保的要求都需要合理穩(wěn)定的政策盡早出臺,使政策支持成為我國氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的強大動力?!?

“當前,綠氫在國內(nèi)的發(fā)展遇到一定困難和瓶頸。一方面由于我國銀行利率較高,同時碳交易價格較低,綠氫在經(jīng)濟性方面相比灰氫還沒有足夠的競爭力?!崩钫駠ㄗh,希望國家能夠出臺一些支持綠氫生產(chǎn)的政策,如光伏發(fā)出的電可直接用于制氫,電網(wǎng)端對過網(wǎng)費可做一定減免,以支持氫能制氫環(huán)節(jié)的發(fā)展。

萬華化學集團黨委書記、董事長廖增太也表示,除國家的電力政策可作一些調(diào)整外,還要推動化工行業(yè)納入碳減排、碳交易系統(tǒng)里面來,促進化工行業(yè)盡快實現(xiàn)綠氫發(fā)展?!耙_到‘雙碳’目標,用綠氫替代灰氫勢在必行。隨著光伏風電平價時代的到來,以及隆基氫能等產(chǎn)業(yè)龍頭的引領(lǐng)下,我國電解水制氫技術(shù)迎來持續(xù)突破,我們迎來了巨大的機會,但挑戰(zhàn)也不可避免?!?

廖增太提醒,化工行業(yè)是一個耗氫大戶,但如果在沿海地區(qū),由于光照時間較短,光伏發(fā)電成本比西部地區(qū)高很多,另外,東部地區(qū)網(wǎng)上電價很高,約為0.72元/千瓦時,制氫成本非常高。“希望國家在用綠電制氫的用電及電價方面制定有利于行業(yè)發(fā)展的政策。同時,提升氫的規(guī)?;瘍\技術(shù),建設氫氣運輸管網(wǎng),把氫從西部地區(qū)通過管網(wǎng)送到東部地區(qū)來,支持東部地區(qū)化工企業(yè)的綠色化生產(chǎn)?!?

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