電解水制氫產業鏈日漸打通 氫能利用降本可期
來源：中國能源報 2021-01-07
“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”，這一減碳目標甫一發布，就迅速化身能源領域的一道“動員令”。能源電力系統的清潔、低碳發展的大方向愈發明晰，氫能作為可以銜接能源生產消費低碳化、電力系統靈活性調節、綠色交通等多個領域的“橋梁”，如何對其進行高效、經濟開發及利用，無疑是實現減碳目標的“必答題”。
“綠氫”經濟性有望提升
根據氫氣制備消耗的能源形式不同，業內普遍將氫能分為“綠氫”“藍氫”“灰氫”，但“藍氫”“灰氫”本身仍需消耗化石能源，碳排放的問題難以得到經濟、有效的解決；“綠氫”利用可再生能源電力電解水產生氫氣，在三類制氫路線中最為理想，但受制于電價，現階段成本仍高于其他兩者。
有業內專家直言，可再生能源制氫的經濟性如何，仍需具體問題具體分析，不能一概而論?！拔鞑康貐^在研究用富余的風、光發電制氫，但這種‘棄電制氫’的模式目前缺乏大規模推廣應用的現實條件?！痹搶＜抑赋觯皸夛L、棄光、棄水反映出電力難以消納，用這些電制備出的氫氣，其實同樣受制于消納，即氫的生產地和消費地逆向分布的問題。如果離城市、氫能項目距離足夠近，運輸成本可以接受，富余可再生能源制氫的模式是可以實現的?！?/p>
作為我國唯一一家水電解制氫技術研究的國家級科研院所，中國船舶集團有限公司第七一八研究所（以下簡稱“中船七一八所”）是國內最大的水電解制氫設備研發和生產基地，水電解制氫設備在國內市場占有率達到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展趨勢，目前經濟性較好的堿性水電解制氫技術正逐步向大容量發展，伴隨可再生能源電價進一步降低，可再生能源電解水制取的氫氣成本也有望下降。
“根據測算，當電價低至0.3元/千瓦時，電解水制氫成本可低至1.5-2.0元/立方米。基本與其他技術路線相當，且工藝過程簡單，無污染排放?！痹摴こ處熯M一步指出：“隨著可再生能源發電成本不斷降低，碳排放的要求和成本越來越高，可再生能源電解水制氫成本將逐步低于傳統化石燃料制氫。在氫能經濟發展的中后期階段，可再生能源制氫將成為氫能的主要來源。”
氫能產業鏈初步構建
有分析指出，未來氫能源產業鏈下游儲運等環節一旦取得突破，氫能應用的成本會進一步降低，氫能領域全產業鏈市場將出現大幅增長。作為目前電解水制氫技術領域的“龍頭”，中船七一八所也逐漸將業務領域從制氫向加氫站、車載氫系統、工業尾氣提氫設備等領域延伸。
一位業內專家表示，與國際先進水平相比，我國氫能產業鏈整體的技術水平仍存在一定差距，而外資企業正在通過收購、兼并及業務分拆等方式開始涉足國內氫能領域。在此背景下，各大央企、國企、上市公司等積極布局氫能產業，從資本、技術等層面共同開展氫能產業鏈構建。
據統計，截至目前，國內已有30多個省、市、自治區等出臺了明確的氫能產業發展規劃和指導意見，給予氫能產業相關政策鼓勵和引導。尤其在一些重點地區，例如廣東、山西等10個省份已將發展氫能寫入政府工作報告，山東、河北、浙江等省份陸續發布本地氫能產業發展規劃。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、內蒙古烏海等地就各自制定了氫能產業規劃。
據了解，目前我國氫能產業已初步形成“東西南北中”五大發展區域。從燃料電池電堆、重要零部件及整車研發，到燃料電池車大規模示范和加氫網絡規劃，再到探索可再生能源制氫，全國多個省份、地區根據自身資源、市場等優勢確定了各自的主攻方向。
氫能多元利用市場前景廣闊
由于能源生產、消費結構的限制，氫能的利用面臨很多現實挑戰。除了燃料電池汽車，氫能在消費利用方面還有哪些發展空間？
“現在一些地區要求新建可再生能源項目要搭配儲能，氫能也有望成為解決這一問題的可選方案。”中船七一八所相關負責人指出，“制備氫氣、氫氣發電這兩個過程結合，可以把氫作為一種儲能形式，和新能源發電作為一個整體去保證電源出力曲線相對平穩。隨著技術的改造升級，我們現在的制氫設備本身也可以適應電力波動，新能源出力水平的不穩定不會對設備運行造成障礙。”
此外，該負責人指出，未來天然氣摻氫將在氫能利用中占據很大的市場空間。
他表示，在工業生產領域，如果僅僅依靠部分化工廠、醫藥廠來消費氫氣，局限較大，企業分布范圍有限，而且又涉及和風電、光伏發電等“綠氫”產地之間距離的問題。如果能將氫氣摻入天然氣管道一起輸送，將給氫能消費利用帶來極大想象空間?！澳壳皣H上已經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、利用設施不需要做任何的調整和更換。如果天然氣摻氫可以得到推廣應用，不僅能對氫能消費形成巨大拉動，也能相應為降低化石能源消耗、清潔低碳發展提供助力?！?/p>
該負責人也坦言，目前我國在天然氣摻氫方面已經展開了一些探索，但在相關的標準制定、技術規范方面，還處在起草階段，仍未最終落地。“在這些標準規范落地之前，這一路線還只能停留在示范工程階段，暫不具備大面積推廣的條件。但是其市場前景十分廣闊，也應該成為未來政策、規劃努力的一個方向?！?/p>
