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中國氫能源行業(yè)風(fēng)口將至 “綠氫”前景無限

2020-07-01 14:27

近年來，氫能在全球受到前所未有的關(guān)注，主要因為發(fā)展氫能是實現(xiàn)全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵路徑之一，這一全球共識正在形成。而氫能產(chǎn)業(yè)是一個廣闊的領(lǐng)域，其產(chǎn)業(yè)鏈包括制氫、儲運、加氫、氫能應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)，在制氫方面，根據(jù)二氧化碳的排放量，氫可以分為灰氫、藍氫、綠氫，其中，可再生能源制氫被稱作“綠氫”。世界范圍內(nèi)已有實現(xiàn)“綠氫”供應(yīng)經(jīng)濟效益的相關(guān)經(jīng)驗和研究，有望在進一步擴大應(yīng)用后提高“綠氫”應(yīng)用的社會效益。

我國發(fā)展“綠氫”具備良好的資源稟賦，中國有著可觀的地?zé)帷⑸镔|(zhì)、海洋能、風(fēng)電和光伏資源以及固體廢棄物的資源化利用，隨著近年來技術(shù)的進步，可再生能源的發(fā)電成本越來越具有競爭力，與此同時，中國擁有強大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能力，為發(fā)展“綠氫”提供了得天獨厚的優(yōu)勢。

據(jù)相關(guān)資料顯示，過去十年，全球建成的電解制氫項目有230個，裝機容量約100MW，主要用于交通運輸和工業(yè)生產(chǎn)。業(yè)內(nèi)人士認為，綠氫發(fā)展的主要驅(qū)動因素，是風(fēng)能、太陽能等可再生能源的大規(guī)模發(fā)展。通過電解制氫技術(shù)，可以將大量太陽能和風(fēng)能生產(chǎn)的綠色電能有效整合到現(xiàn)有能源網(wǎng)之中，這也是電解制氫的關(guān)鍵作用所在。

目前，風(fēng)電電解水制氫技術(shù)路線分為兩種：風(fēng)電獨立供電方式會受風(fēng)電波動影響，但不受電網(wǎng)價格控制；風(fēng)、網(wǎng)智能協(xié)調(diào)供電方式不受風(fēng)電波動影響，制氫效率較高，但電價受電網(wǎng)影響。業(yè)內(nèi)專家表示：“中國可再生能源大部分在西北地區(qū)，由于本地消納有限且外送困難，因此存在大量棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，可有效利用棄風(fēng)棄光發(fā)電進行電解制氫。

電價成本在電解水制氫成本中高達60％－70％，因此未來如電價成本大幅度下降，將極大地影響電解水制氫成本。目前，國內(nèi)棄光、棄風(fēng)、棄水的發(fā)電成本可降至0．15元／度，據(jù)此計算出的電解水制氫成本為1－1．5元／Nm3，遠低于利用上網(wǎng)電量電解水制氫的成本，且與化石燃料制氫的成本上限接近。與此同時，數(shù)據(jù)顯示，在0．25－0．85元／千瓦時的電價運行區(qū)間，100標(biāo)方／小時的氫氣價格約為33－63元／公斤，1000標(biāo)方／小時氫氣價格約為18－47元／公斤。業(yè)內(nèi)專家對此表示：“氫氣制備規(guī)模越大，其成本越低，因此大力推廣可再生能源制氫并形成規(guī)模效應(yīng)，將更快速推動綠氫制備的成本下降。”

立足在以光伏、風(fēng)電、水電等為代表的可再生能源制氫技術(shù)，在未來成本大幅度降低后，生產(chǎn)出的“綠氫”將成為主流，依靠綠氫作為載體，其他可再生能源可以實現(xiàn)和現(xiàn)有能源系統(tǒng)的融合，同時綠氫自己也可以作為單獨的能源使用。2016年中國光伏行業(yè)協(xié)會做過測算，整個光伏系統(tǒng)的能耗，全部回收只需要1．17年。且完全使用清潔能源“綠氫”技術(shù)也提供了另一種從源頭上杜絕碳排放的路徑。在眾多綠氫技術(shù)中，以可再生能源電力電解水制氫是目前最為主要且最有前景的。

中國目前的電解槽投資成本已經(jīng)遠低于歐洲水平，并且在政策支持、技術(shù)研發(fā)、市場規(guī)模效應(yīng)的共同作用下，未來電解槽成本也將大幅降低。堿性電解槽有望在未來下降到630元／千瓦，而兆瓦規(guī)模的質(zhì)子交換膜（PEM）系統(tǒng)投資成本也有望在2050年降低至每千瓦700－1400元。此外，隨著技術(shù)進步和突破，以甲烷裂解、熱化學(xué)制氫、太陽能光催化制氫為代表的新興制氫技術(shù)逐漸興起，也可能占有一定市場。