众多专家普遍看好,电解水制氢将成主流氢源?
发布者:admin | 来源:中国能源报 | 0评论 | 861查看 | 2020-10-26 09:30:21    

2018年我国的氢气产量约为2100万吨,其中煤制氢占比62%,天然气制氢占19%,而电解水制氢仅占1%——这是记者在日前举办的定州氢能产业发展论坛上获得的一组数据,可以看出,目前我国氢气制备仍以化石原料为主,电解水制氢所占比例极低。但记者在现场发现,与会专家普遍看好电解水制氢,并将其视为未来发展的主要方向之一。原因何在?


“根本原因在于现有的成熟制氢技术会造成大量的碳排放。”中国三峡集团科学技术研究院氢能组负责人谢宁宁表示:“现有制氢方式包括化石燃料制氢、工业副产氢、电解水制氢等,但化石燃料制氢过程中会产生大量二氧化碳及少量二氧化硫,会对环境造成很大污染。”


中国船舶集团有限公司第七一八研究所制氢工程部副总工薛贺来也表示:“对氯碱行业的气体进行提纯得到的副产氢,虽对废气进行了有效利用,但制取出的氢气有杂质,如直接用于氢燃料电池将对其寿命有一定伤害。电解水制氢相较于其他制氢方法,产气量虽然较小,但气体纯度相对较高,并且可以随开随停,具有优秀的调节功能。”


据悉,电力成本高是电解水制氢目前面临的最关键问题。对此,谢宁宁直言:“电解水制氢未来在降成本还有规模化的提升方面,需要与可再生能源结合。因为随着可再生能源尤其是太阳能和风能成本的走低,可再生能源电解水制氢的成本有望大幅下降。”


薛贺来也表示:“电解槽非常适合氢气的集中式生产,同时电解水制氢尤其适合与光伏、风能等可再生能源联合使用,当电价低于每千瓦时0.3元时,零碳排放的可再生能源制氢将与煤制氢成本相当。”


据中国投资协会能源投资专委会专家主席石定寰介绍:“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。


另据了解,除了经济性,当前电解水制氢在设备技术方面也面临调整。


据与会专家介绍,目前电解水制氢技术主要有碱性电解水、质子交换膜(PEM)电解水和固体氧化物电解水三类。其中,碱性电解水技术已经实现工业规模化产氢,商业化较为成熟;PEM电解水处于产业化发展初期,而固体氧化物电解水还处在实验室开发阶段。


“PEM制出的氢气纯度很高,可以直接用于燃料电池,并能满足不同用户需求。”薛贺来指出,“同时PEM制氢设备具有灵活性和反应性好等优点,能在短时间内按高于额定负荷的标准运行,能够适应波动性变化,因此更适合与可再生能源发电配合。”


但值得关注的是,PEM水电解设备成本很高。“这里面的关键技术是膜电极的组件,需要使用贵金属催化剂,国内电解堆大多使用的是进口的质子交换膜,进一步抬高了设备成本,因此技术的不成熟以及国产化进程慢等问题阻碍了国内PEM电解的发展。”薛贺来说,“此外,为了使得电解水整体设备进一步适应可再生能源制氢,可以将多台套碱性电解水技术和PEM电解水技术组合在一起,实现整套系统宽频的调节范围,但这都需要进一步的研发。”

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