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利用风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制氢的“绿氢”占比有望逐步提升

来源:中国储能网 时间:2023-08-23 15:19:00

8月22日,记者在2023全球绿氢产业大会现场看到,整个会场座无虚席,来自产业界和学术界的行业大咖齐聚一堂。

通过各位嘉宾的演讲总结,记者深刻感受到,以煤制氢以及天然气制氢为主的氢气制备方式正在发生变革,即利用风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制氢的“绿氢”占比有望逐步提升。


【资料图】

从制氢技术路径上看,我国碱性电解水制氢技术(ALK)和产品发展成熟,特别是在成本上拥有优势,而跨国企业在质子交换膜制氢技术(PEM)路线上领先。两种技术如何选择,抑或是合流发展?对此,华北电力大学氢能技术创新中心主任刘建国认为,现阶段我国以ALK技术为主流,但基于响应速度快,可调范围广等优势日渐明显,PEM制氢技术未来将大有可为。

2050年绿氢渗透率将达70%

按照生产来源,世界能源理事会将氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢三类。

灰氢指由天然气、煤等化石燃料生产的氢气,制取过程成本最低,但碳排放量高,在化工行业应用普遍;蓝氢是灰氢的“升级版”,在氢气生产环节配合碳捕捉和封存技术,能够减少大量碳排放,成本相应更高;绿氢则是利用风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水生产氢气,成本最高。

事实上,氢是一种真正的清洁能源,其燃烧产物是水,尤为重要的是不会产生任何污染物。

中国氢能联盟理事长刘国跃此前撰文表示,绿氢在碳减排方面优势显著,是推动交通、化工、钢铁等碳减排难度较大行业脱碳的重要解决方案。

“截至2022年,我国氢气产量约3300万吨,绿氢渗透率尚处于较低水平,但未来存在较大提升空间。”中集安瑞科战略营销部副总监季浩华在会上表示,根据中国氢能联盟统计预测,到2030年我国绿氢占比将达到15%,2050年将大幅提升至70%。

光大证券研报显示,2020年,我国绿氢渗透率约2%。目前,我国氢气主要来源是煤制氢和天然气制氢,其中前者占比超过六成。

“与此同时,2050年我国氢气总需求量有望接近6000万吨,在中国终端能源体系中的比重至少达到10%。”季浩华进一步表示,这意味着可减排7亿吨二氧化碳,产业链年产值约12万亿元。

中石化石油化工科学研究院有限公司首席专家荣俊峰表示,可再生能源制氢是实现工业碳中和的重要途径,未来将具有比化石能源制氢更好的经济性。

PEM尚处于商业化早期

“发展大规模、高效率、低成本、负荷可调范围广的电解水制氢技术是当下绿氢制备技术发展的关键。”刘建国在会上表示,根据从材料、性能、效率和成本四个纬度考量,ALK和PEM都有各自的优势和局限。

“虽然ALK技术成熟,成本较低,落地项目较多,但对电力波动的适应性较差,且运维成本高,限制了与可再生能源发电耦合发展的空间。”在刘建国看来,特别是在如车规级氢能等特定场景中,PEM技术的响应速度更快,可调节范围更广,可适应波动电源输入,未来大有可为。

不过,相较于ALK,PEM尚处于商业化早期,且现阶段也面临一些技术挑战。“首先是贵金属用量偏高,其次是寿命不太理想。”刘建国认为,减小析氧反应过电位及降低铱贵金属用量是实现PEM制氢技术大规模应用的关键突破口。

“目前,全球铱金属年开采量仅有5吨至10吨,且高度集中于南非。”刘建国表示,铂族金属、重稀土的供应,将会是零碳、低碳氢能源发展的一个关键因素。

会上,刘建国也提到了“ALK+PEM”混合制氢研究这一课题。他认为,两种技术路线的融合,有望在兼顾成本的基础上,获得更好的波动适应性,并且实现离网场景下电网配置和控制难度的降低。

发布人:caoyang

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关键词:【再生能源】【电解水制氢】【绿氢】
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