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众企业加速卡位“电解水制氢”

北极星氢能网 来源:高工氢电  作者:司玉国  2021/6/15 10:35:26 我要投稿

北极星氢能网讯:在“碳中和”的目标牵引下,清洁能源代替化石能源的大潮已全面开启。氢能作为热值最高、污染与温室气体排放最低的清洁能源,被认为是实现碳中和目标的重要途径。

(来源:微信公众号“高工氢电” ID:weixin-gg-fcev 作者:司玉国)

目前国内制氢路线主要有化石能源制氢(包括煤制氢、天然气制氢等)、工业副产氢、电解水制氢。其中电解水制氢因为属于绿氢技术路线,无污染、无温室气体排出,被认为是未来理想的制氢方式。

但在我国现阶段氢气制备方法中,90%的氢气来自化石能源制氢、工业副产氢等灰氢或蓝氢,电解水制氢规模不足1%,市场仍处于起步阶段。

随着绿氢发展呼声高涨,电解水制氢正迎来新一轮发展机遇,原有氢气消费与生产结构有望很快发生改变。高工产研氢电研究所(GGII)统计显示,2020年中国新投资制氢项目约23个。其中,电解水制氢项目7个,占比30%。

电解水制氢是未来主流制氢技术?

电解水制氢之所以近年来备受欢迎,一方面是能够实现“零碳排放”,获得真正洁净的“绿氢”;另一方面还能够将间歇、不稳定的可再生能源(风能、光伏、核能等)转化储存为化学能,促进新能源电力的消化,由此带来较大的生态环境效益和经济效益。电解水制氢相较于其他制氢方法,气体纯度也相对较高。

多重优势下,电解水制氢项目逐年增多。经过GGII对我国电解水制氢规模的预测分析,在“碳中和”目标下,电解水制氢将是未来主流制氢技术。

中国电解水制氢规模及预测(MW)

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数据来源:高工产研氢电研究所(GGII),2021年4月

从成本来看,目前在工业电价与设备折旧水平下,水电解制氢成本约合3.5元/标方,远高于煤制氢、天然气制氢、副产氢提纯等的成本。这是当前电解水制氢发展面临的最关键问题。

不过,随着电解水制氢规模增加,这一制氢路线成本有望快速下降已成为一种共识。中国投资协会能源投资专委会专家主席石定寰指出:“由于持续的技术创新和进步,我国可再生能源产业近年来得到大力发展,太阳能、风电都已实现平价上网,比脱硫煤电的价格还低。”换言之,未来随着可再生能源电价的持续下降,用其电解水制氢的经济性问题将迎刃而解。

PEM制氢异军突起

现阶段国内电解水制氢有碱性制氢(AWE)、PEM制氢和SOEC制氢三大技术路线,由于成本、成熟度与产业链配套等多因素决定,AWE是目前的主流。

我国AWE装置的总安装总量为1500~2000套,国产设备的最大产氢量为1000Nm3/h。国内代表性企业有中国船舶集团有限公司第七一八研究所、苏州竞立制氢设备有限公司、天津市大陆制氢设备有限公司等,代表性的制氢工程是宝丰能源在宁夏宁东能源化工基地投建的“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”,项目现已正式投运。

不过,由于PEM电解槽运行更加灵活、更适合可再生能源的波动性,在原有市场格局短时间难以改变的情形下,大部分新进者选择了PEM制氢技术。在这部分力量推动下,我国PEM电解水制氢技术正在经历从实验室研发向市场化、规模化应用的阶段变化,逐步开展示范工程建设,如国网安徽省电力有限公司的兆瓦级氢能示范工程将于2021年年底建成投产。

成本层面, GGII已有数据显示,当前以碱性制氢最具经济性,但到2050年,PEM制氢有望与碱性制氢成本持平,整体使用成本下降60%~80%。

2020-2030年电解水制氢技术成本趋势展望(元/标方)

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数据来源:IRENA,高工产研氢电研究所(GGII),2021年4月

整体上,随着我国风、光、水等可再生能源快速发展,以及包括PEM制氢技术异军突起,电解水制氢技术与应用有望很快进入稳步上升期。

众企业加速卡位电解水制氢

电解水制氢成为发展新风口,引来众多企业陆续卡位布局。

光伏领域中,隆基股份、晶科能源、亿利集团、宝丰能源、天合光能、协鑫集团等企业纷纷宣布入局光伏制氢。其中隆基股份表示,早在2018年公司就开始关注和布局可再生能源电解制氢,选择氢能源产业,是隆基股份突破光伏产业链天花板的期望所在,也是支撑其市值的重要手段。

宝丰能源在宁夏宁东能源化工基地投建了“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”,该项目包括20万千瓦光伏发电装置和产能为每小时2万标方的电解水制氢装置,是全球单厂规模最大、单台产能最大的电解水制氢项目。

上海电气电站集团今年与大连化学物理研究所正式签订“兆瓦级模块化高效PEM电解水制氢装备及系统开发”项目合作协议;同时,PEM电解水制氢技术研发中心也揭牌成立,此举标志上海电气在电解水制氢上迈出了坚实的一步。

中国华能集团也正积极创新发展电解水制氢。今年,华能四川分公司与成都彭州政府签订投资协议。根据协议,华能将在成都市新材料产业功能区建设2600标准立方米每小时水电解制氢站、高密度储氢设备和充氢站、华能四川绿氢技术创新研究院、氢能产业链技术综合示范基地,计划于2021年建成。

其他公司,如中石油、中石化、国电投等央企亦纷纷提前布局电解水制氢市场。中石油旗下勘探开发研究院今年已经设立了电解水制氢关键材料开发及规模化技术项目;中石化旗下中石化资本已与康明斯等公司签署合作意向书,共同推进电解水制氢技术的开发及推广。

政策方面,内蒙古乌兰察布市发布了《关于推进氢能产业发展的实施意见》,明确提出,依托该市风电、光伏基地项目,发展规模化可再生能源制氢产业,重点攻克MW级风电PEM电解水制氢技术;河北省发布《河北省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》,提出重点建设百万千瓦风电基地,构建绿色清洁能源生产供应体系等。

随着电解水制氢实践数量和体量的快速增长,各股势力的发展热情正在升温。

原标题:众企业加速卡位“电解水制氢”

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