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绿氢制取商业化,不应只关注成本

2024-03-24 14:50    点击次数:134

  行业人士呼吁,当下,绿氢制取商业化应用不应只关注成本问题,还需聚焦产品在不同应用场景下的可靠性和安全性,更需政策在企业商业化探索道路上进一步支持。

  发展以光伏、风电等可再生能源制氢为主的绿氢产业,是落实“双碳”目标的重要举措。目前电解水制取绿氢技术主要有四种:碱性水电解(ALK)、质子交换膜水电解(PEM)、阴离子交换膜电解(AEM)和固体氧化物水电解(SOEC)。

  《》记者了解到,在“压价格、降成本”的趋势下,行业人士呼吁,当下,绿氢制取商业化应用不应只关注成本问题,还需聚焦产品在不同应用场景下的可靠性和安全性,更需政策在企业商业化探索道路上进一步支持。

  碱性水电解制氢占主流地位

  根据势银能链的统计,截至2023年底,我国已有337个绿氢项目,基本实现覆盖全国,其中332个项目处于运行、在建和规划状态,仅5个项目废止。排除废止项目,目前已披露的绿氢产能总量达489万吨/年,产能集中于内蒙古、河北、新疆、甘肃等西北地区。

  目前,碱性水电解制氢在我国绿氢项目中占主流地位。在绿氢项目进展频频背后,是电解水制氢核心单元——碱性电解槽的持续放量。

  在此前的绿氢技术及产业化研讨沙龙上,上海交通大学教授柯长春提到,目前市场上碱性电解槽的出货量占95%以上。高热度带动相关企业参与其中,势银能链资深行业分析师何庆功指出,2022年发布碱性电解槽新品的企业共有19家,2023年增加至27家。

  碱性水电解制氢的优势在于成本。目前1000标方碱性电解槽的招投标价格是500多万元。“国内很多厂家、用户、示范方对除碱性电解槽之外的技术很谨慎。即使可靠性和工况适应性更具优势,也不能接受成本增加。”这是柯长春所在的团队向市场推广阴离子交换膜电解(AEM)技术过程中的体验。

  在这样的市场趋势下,碱性电解槽设备大型化成为企业降低成本的途径之一。从电解槽设备功率上来看,2022年碱性电解槽新品的平均单槽最大产氢量为1006Nm3/h,2023年已增至1589Nm3/h。虽然在实际项目应用中以1000—15000Nm3/h设备规格的产品最多,但已经有小部分企业下线了3000—5000Nm3/h的产品。

  由于碱性电解槽目前还没有进行自动化大规模生产,柯长春认为成本还有下探空间,最终有可能做到1000标方的成本为200万—300万元。

  “未来10—20年,碱性电解槽还会占据主导地位。”新南威尔士大学终身教授卢迅宇如此预测。

  重视可靠性和安全性

  卢迅宇指出,目前碱性电解槽的问题不在于进一步降低成本。“从制氢成本以及碱性电解槽的运行成本来看,初始投资成本占比已经很低,运营成本占比相对更高。进一步降低碱性电解槽成本的意义不大,应提高碱性电解槽制备过程中的品控。”他说。

  对于这个观点,重塑斑斓氢能项目负责人沈炯表示赞同。他指出,国内制氢行业才发展3—4年,如果在产品性能没有得到充分验证和市场认可的情况下,谈降成本容易沦为“一地鸡毛”:钱投了、东西也做了,无法实现真正商业化。在他看来,把产品性能做好才是关键。

  由于碱性电解槽对电力稳定性要求较高,不太适合风光等间歇性电能,更适用于电网电解制氢。目前,PEM配合碱性电解槽制氢正成为一大趋势。1月17日,由国华投资牵头申报的国家重点研发计划“十兆瓦级碱性-PEM混合制氢系统关键技术与示范”正式收到科技部立项批复文件,进入实施环节。

  卢迅宇认为,电解水四种制氢方式相辅相成。目前来看,质子交换膜水电解(PEM)还需进一步降低成本;阴离子交换膜电解(AEM)处在起步阶段,前期需要做验证示范,进一步提高关键材料的寿命;固体氧化物水电解(SOEC)的参与者多为科研院所如大连化物所、上海应物所等,以及部分初创企业翌晶氢能、思伟特、北京质子动力等。

  浙江力源氢能板块负责人侯俊波表示,在技术路线上,我国选择了最成熟成本最低的碱性电解水制氢作为开始,未来要推动整个产业发展,需要打通整个产业链。

  需政策助力

  目前绿氢项目的投资主体,大多为央国企,如中国石化、中国石油、国家能源集团等,这些企业拥有很强的投资能力与资金实力。

  “绿氢项目不能立马为企业带来现金流,还需要企业持续不断投入。上海电气(601727)氢能技术团队负责人杨敏表示,事实上,央国企在布局绿氢项目时,需要经过几轮充分验证。企业对项目进行高额投入,也需要能够真正为企业带来效益,央国企布局绿氢项目要结合自身的产业禀赋和工业基础。以上海电气为例,拥有电气锅炉厂的大型设备以及成熟的制造工艺,是其入局绿氢项目的底气。

  在绿氢产业发展的当下,技术创新推动行业发展成为诸多企业家的共识。侯俊波预言,参与其中的民营企业与初创企业将在央国企的带领下成为推动绿氢技术迭代的中坚力量。

  据悉,绿氢在确定性市场的应用倒逼企业不断进行技术创新。重塑斑斓将目光锁定在工业端涉及大量使用氢气的应用场景,比如半导体行业、人工钻石行业等,这两个领域的市场规模在20亿—50亿元之间。比如,深度研究如何在保障优良性能和稳定性的前提下进行降本,并寻找合作伙伴进行制氢、储氢和运氢的深度耦合,此外,推动制氢加氢一体化项目来满足一些非交通车辆的加氢需求。

  在技术创新与市场需求推动下,政策对产业的助推力不容小觑。新南威尔士州为推动绿氢发展,到2030年前,对运营中的新入网发电企业进行部分费用减免,免除约90%的费用。入网费用减免将激励发电企业使用氢能电网基础设施中的现有备用容量,从而支持氢能产业关键早期阶段的发展。卢迅宇提到,该行动将极大降低氢气成本,每千克成本降低1.33澳元,激励企业进行大规模投资。如果国内出台此类激励措施,将极大助推绿氢产业发展。

  沈炯认为:“目前全国范围内还没有完全放开在非化工园区制氢的限制;国内制氢站在间距要求、安全要求等设计方面远高于国外。上述情况都需要专家来进行论证,给企业营造更好的发展环境。”

  文丨本报记者赵琼



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