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利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電,再電解水制氫的“綠氫”占比有望逐步提升

來源:中國儲能網(wǎng) 時間:2023-08-23 15:19:00

8月22日,記者在2023全球綠氫產(chǎn)業(yè)大會現(xiàn)場看到,整個會場座無虛席,來自產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的行業(yè)大咖齊聚一堂。

通過各位嘉賓的演講總結(jié),記者深刻感受到,以煤制氫以及天然氣制氫為主的氫氣制備方式正在發(fā)生變革,即利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電,再電解水制氫的“綠氫”占比有望逐步提升。


【資料圖】

從制氫技術(shù)路徑上看,我國堿性電解水制氫技術(shù)(ALK)和產(chǎn)品發(fā)展成熟,特別是在成本上擁有優(yōu)勢,而跨國企業(yè)在質(zhì)子交換膜制氫技術(shù)(PEM)路線上領(lǐng)先。兩種技術(shù)如何選擇,抑或是合流發(fā)展?對此,華北電力大學(xué)氫能技術(shù)創(chuàng)新中心主任劉建國認(rèn)為,現(xiàn)階段我國以ALK技術(shù)為主流,但基于響應(yīng)速度快,可調(diào)范圍廣等優(yōu)勢日漸明顯,PEM制氫技術(shù)未來將大有可為。

2050年綠氫滲透率將達(dá)70%

按照生產(chǎn)來源,世界能源理事會將氫氣分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫三類。

灰氫指由天然氣、煤等化石燃料生產(chǎn)的氫氣,制取過程成本最低,但碳排放量高,在化工行業(yè)應(yīng)用普遍;藍(lán)氫是灰氫的“升級版”,在氫氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)配合碳捕捉和封存技術(shù),能夠減少大量碳排放,成本相應(yīng)更高;綠氫則是利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電,再電解水生產(chǎn)氫氣,成本最高。

事實上,氫是一種真正的清潔能源,其燃燒產(chǎn)物是水,尤為重要的是不會產(chǎn)生任何污染物。

中國氫能聯(lián)盟理事長劉國躍此前撰文表示,綠氫在碳減排方面優(yōu)勢顯著,是推動交通、化工、鋼鐵等碳減排難度較大行業(yè)脫碳的重要解決方案。

“截至2022年,我國氫氣產(chǎn)量約3300萬噸,綠氫滲透率尚處于較低水平,但未來存在較大提升空間。”中集安瑞科戰(zhàn)略營銷部副總監(jiān)季浩華在會上表示,根據(jù)中國氫能聯(lián)盟統(tǒng)計預(yù)測,到2030年我國綠氫占比將達(dá)到15%,2050年將大幅提升至70%。

光大證券研報顯示,2020年,我國綠氫滲透率約2%。目前,我國氫氣主要來源是煤制氫和天然氣制氫,其中前者占比超過六成。

“與此同時,2050年我國氫氣總需求量有望接近6000萬噸,在中國終端能源體系中的比重至少達(dá)到10%。”季浩華進一步表示,這意味著可減排7億噸二氧化碳,產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約12萬億元。

中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司首席專家榮俊峰表示,可再生能源制氫是實現(xiàn)工業(yè)碳中和的重要途徑,未來將具有比化石能源制氫更好的經(jīng)濟性。

PEM尚處于商業(yè)化早期

“發(fā)展大規(guī)模、高效率、低成本、負(fù)荷可調(diào)范圍廣的電解水制氫技術(shù)是當(dāng)下綠氫制備技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵?!眲⒔▏跁媳硎荆鶕?jù)從材料、性能、效率和成本四個緯度考量,ALK和PEM都有各自的優(yōu)勢和局限。

“雖然ALK技術(shù)成熟,成本較低,落地項目較多,但對電力波動的適應(yīng)性較差,且運維成本高,限制了與可再生能源發(fā)電耦合發(fā)展的空間。”在劉建國看來,特別是在如車規(guī)級氫能等特定場景中,PEM技術(shù)的響應(yīng)速度更快,可調(diào)節(jié)范圍更廣,可適應(yīng)波動電源輸入,未來大有可為。

不過,相較于ALK,PEM尚處于商業(yè)化早期,且現(xiàn)階段也面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)?!笆紫仁琴F金屬用量偏高,其次是壽命不太理想?!眲⒔▏J(rèn)為,減小析氧反應(yīng)過電位及降低銥貴金屬用量是實現(xiàn)PEM制氫技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵突破口。

“目前,全球銥金屬年開采量僅有5噸至10噸,且高度集中于南非?!眲⒔▏硎?,鉑族金屬、重稀土的供應(yīng),將會是零碳、低碳?xì)淠茉窗l(fā)展的一個關(guān)鍵因素。

會上,劉建國也提到了“ALK+PEM”混合制氫研究這一課題。他認(rèn)為,兩種技術(shù)路線的融合,有望在兼顧成本的基礎(chǔ)上,獲得更好的波動適應(yīng)性,并且實現(xiàn)離網(wǎng)場景下電網(wǎng)配置和控制難度的降低。

發(fā)布人:caoyang

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關(guān)鍵詞:【再生能源】【電解水制氫】【綠氫】
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