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電解水制氫產(chǎn)業(yè)鏈日漸打通氫能利用降本可期

文字:[大][中][小] 手機(jī)頁(yè)面二維碼 2021-1-6     瀏覽次數(shù):    

  “二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”,這一減碳目標(biāo)甫一發(fā)布,就迅速化身能源領(lǐng)域的一道“動(dòng)員令”。能源電力系統(tǒng)的清潔、低碳發(fā)展的大方向愈發(fā)明晰,氫能作為可以銜接能源生產(chǎn)消費(fèi)低碳化、電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)、綠色交通等多個(gè)領(lǐng)域的“橋梁”,如何對(duì)其進(jìn)行高效、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)及利用,無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)的“必答題”。


  “綠氫”經(jīng)濟(jì)性有望提升


  根據(jù)氫氣制備消耗的能源形式不同,業(yè)內(nèi)普遍將氫能分為“綠氫”“藍(lán)氫”“灰氫”,但“藍(lán)氫”“灰氫”本身仍需消耗化石能源,碳排放的問(wèn)題難以得到經(jīng)濟(jì)、有效的解決;“綠氫”利用可再生能源電力電解水產(chǎn)生氫氣,在三類(lèi)制氫路線(xiàn)中最為理想,但受制于電價(jià),現(xiàn)階段成本仍高于其他兩者。


  有業(yè)內(nèi)專(zhuān)家直言,可再生能源制氫的經(jīng)濟(jì)性如何,仍需具體問(wèn)題具體分析,不能一概而論?!拔鞑康貐^(qū)在研究用富余的風(fēng)、光發(fā)電制氫,但這種‘棄電制氫’的模式目前缺乏大規(guī)模推廣應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)條件?!痹搶?zhuān)家指出,“棄風(fēng)、棄光、棄水反映出電力難以消納,用這些電制備出的氫氣,其實(shí)同樣受制于消納,即氫的生產(chǎn)地和消費(fèi)地逆向分布的問(wèn)題。如果離城市、氫能項(xiàng)目距離足夠近,運(yùn)輸成本可以接受,富余可再生能源制氫的模式是可以實(shí)現(xiàn)的?!?


  作為我國(guó)唯一一家水電解制氫技術(shù)研究的國(guó)家級(jí)科研院所,中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一八研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中船七一八所”)是國(guó)內(nèi)最大的水電解制氫設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)基地,水電解制氫設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到60%以上。中船七一八所一位工程師指出,隨著可再生能源制氫成為新發(fā)展趨勢(shì),目前經(jīng)濟(jì)性較好的堿性水電解制氫技術(shù)正逐步向大容量發(fā)展,伴隨可再生能源電價(jià)進(jìn)一步降低,可再生能源電解水制取的氫氣成本也有望下降。


  “根據(jù)測(cè)算,當(dāng)電價(jià)低至0.3元/千瓦時(shí),電解水制氫成本可低至1.5-2.0元/立方米?;九c其他技術(shù)路線(xiàn)相當(dāng),且工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,無(wú)污染排放?!痹摴こ處熯M(jìn)一步指出:“隨著可再生能源發(fā)電成本不斷降低,碳排放的要求和成本越來(lái)越高,可再生能源電解水制氫成本將逐步低于傳統(tǒng)化石燃料制氫。在氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中后期階段,可再生能源制氫將成為氫能的主要來(lái)源?!?


  氫能產(chǎn)業(yè)鏈初步構(gòu)建


  有分析指出,未來(lái)氫能源產(chǎn)業(yè)鏈下游儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)一旦取得突破,氫能應(yīng)用的成本會(huì)進(jìn)一步降低,氫能領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)將出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。作為目前電解水制氫技術(shù)領(lǐng)域的“龍頭”,中船七一八所也逐漸將業(yè)務(wù)領(lǐng)域從制氫向加氫站、車(chē)載氫系統(tǒng)、工業(yè)尾氣提氫設(shè)備等領(lǐng)域延伸。


  一位業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示,與國(guó)際先進(jìn)水平相比,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體的技術(shù)水平仍存在一定差距,而外資企業(yè)正在通過(guò)收購(gòu)、兼并及業(yè)務(wù)分拆等方式開(kāi)始涉足國(guó)內(nèi)氫能領(lǐng)域。在此背景下,各大央企、國(guó)企、上市公司等積極布局氫能產(chǎn)業(yè),從資本、技術(shù)等層面共同開(kāi)展氫能產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建。


  據(jù)統(tǒng)計(jì),截至目前,國(guó)內(nèi)已有30多個(gè)省、市、自治區(qū)等出臺(tái)了明確的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和指導(dǎo)意見(jiàn),給予氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策鼓勵(lì)和引導(dǎo)。尤其在一些重點(diǎn)地區(qū),例如廣東、山西等10個(gè)省份已將發(fā)展氫能寫(xiě)入政府工作報(bào)告,山東、河北、浙江等省份陸續(xù)發(fā)布本地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。僅2020年上半年,重慶、天津、寧夏、山東、吉林白城、廣東佛山、河北張家口、內(nèi)蒙古烏海等地就各自制定了氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。


  據(jù)了解,目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)已初步形成“東西南北中”五大發(fā)展區(qū)域。從燃料電池電堆、重要零部件及整車(chē)研發(fā),到燃料電池車(chē)大規(guī)模示范和加氫網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,再到探索可再生能源制氫,全國(guó)多個(gè)省份、地區(qū)根據(jù)自身資源、市場(chǎng)等優(yōu)勢(shì)確定了各自的主攻方向。


  氫能多元利用市場(chǎng)前景廣闊


  由于能源生產(chǎn)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)的限制,氫能的利用面臨很多現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。除了燃料電池汽車(chē),氫能在消費(fèi)利用方面還有哪些發(fā)展空間?


  “現(xiàn)在一些地區(qū)要求新建可再生能源項(xiàng)目要搭配儲(chǔ)能,氫能也有望成為解決這一問(wèn)題的可選方案。”中船七一八所相關(guān)負(fù)責(zé)人指出,“制備氫氣、氫氣發(fā)電這兩個(gè)過(guò)程結(jié)合,可以把氫作為一種儲(chǔ)能形式,和新能源發(fā)電作為一個(gè)整體去保證電源出力曲線(xiàn)相對(duì)平穩(wěn)。隨著技術(shù)的改造升級(jí),我們現(xiàn)在的制氫設(shè)備本身也可以適應(yīng)電力波動(dòng),新能源出力水平的不穩(wěn)定不會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成障礙。”


  此外,該負(fù)責(zé)人指出,未來(lái)天然氣摻氫將在氫能利用中占據(jù)很大的市場(chǎng)空間。


  他表示,在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,如果僅僅依靠部分化工廠(chǎng)、醫(yī)藥廠(chǎng)來(lái)消費(fèi)氫氣,局限較大,企業(yè)分布范圍有限,而且又涉及和風(fēng)電、光伏發(fā)電等“綠氫”產(chǎn)地之間距離的問(wèn)題。如果能將氫氣摻入天然氣管道一起輸送,將給氫能消費(fèi)利用帶來(lái)極大想象空間。“目前國(guó)際上已經(jīng)可以做到在天然氣管道中摻入20%的氫,在此比例下天然氣的各種輸送、利用設(shè)施不需要做任何的調(diào)整和更換。如果天然氣摻氫可以得到推廣應(yīng)用,不僅能對(duì)氫能消費(fèi)形成巨大拉動(dòng),也能相應(yīng)為降低化石能源消耗、清潔低碳發(fā)展提供助力。”


  該負(fù)責(zé)人也坦言,目前我國(guó)在天然氣摻氫方面已經(jīng)展開(kāi)了一些探索,但在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)規(guī)范方面,還處在起草階段,仍未最終落地?!霸谶@些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范落地之前,這一路線(xiàn)還只能停留在示范工程階段,暫不具備大面積推廣的條件。但是其市場(chǎng)前景十分廣闊,也應(yīng)該成為未來(lái)政策、規(guī)劃努力的一個(gè)方向。”


來(lái)源:中國(guó)能源報(bào)  作者:盧雯


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