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氢市场受关注 成本制约难题何解?

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低碳经济已经成为推动经济社会发展的重要动力。氢能作为一种清洁零碳能源,被认为是未来较具潜力的脱碳燃料。

而在起步阶段,成本控制始终是困扰绿氢产业发展的症结。“绿氢的成本总体上是偏高的。国际上绿氢的成本大概是蓝氢和灰氢的2到3倍,这阻碍了电解水制氢技术的大规模普及。目前,由该类技术带来的产氢量,仅占据年产氢总量的5%左右。”5月13日,霍尼韦尔过程控制部副总裁兼中国总经理赵江向《中国经营报》记者说道。

广东盛氢制氢设备有限公司(以下简称“盛氢制氢”)总经理冯勇表示,氢气作为一种关键的化工原料和工业气体,其生产成本一直是制约其广泛应用的主要因素。

前景可期

氢能是一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源。据国际氢能委员会的统计,到2050年全球氢能在终端能源体系中占比将接近10%,2050年氢能利用可以贡献全球二氧化碳减排的20%。

记者了解到,2022年,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,明确了氢能产业的具体发展要求及目标,将氢能列入我国能源转型布局战略的重要部分。基于国家政策规划及市场前景预测,氢能产业在构建新能源体系中扮演着不可或缺的重要角色。

绿氢通过光伏、风电等可再生能源发电后产生电流去电解水,生产氢气,对于推动全球能源结构的低碳转型具有重要意义。不仅有助于实现“双碳”目标,构建清洁低碳安全高效的能源体系,而且可以在各种应用场景中替代传统的化石能源,从而达到节能减排的效果。

近年来,在相关政策推动和产业积极参与下,我国氢能产业迎来快速发展。但整体来看,由于尚处发展初期,绿氢成本相对较高,经济性成为制约氢能产业规模化发展的关键问题之一。

赵江表示:“氢能产业目前在中国的发展还在前期起步阶段,其生产技术布局的空间还有待提升,产业发展前景十分广阔,我们相信氢能产业的发展将有效助力中国能源结构转型。在这个过程中,我们也清醒地认识到行业发展面临的诸多挑战。因此,我们期望通过先进技术解决方案,与中国市场的客户需求紧密结合,共同推动氢能产业,特别是绿氢技术在中国的发展。”

而谈及绿氢的发展空间,赵江向记者表示:“首先,绿氢将在化工行业中大规模替代灰氢。由于绿氢在生产过程中不会产生碳排放,因此它将在炼油、化工以及钢铁等传统工业中发挥越来越重要的作用,作为更加环保的能源选择。除此之外,绿氢还可以转化为绿氨或甲醇,这将为化肥和燃料工业等行业带来巨大的潜力。绿氨可以作为一种储存和运输氢气的有效方式,同时甲醇也是制造各种化工产品的重要原料。在这些行业中,绿氢将推动碳排放的大幅降低,同时也能提高生产效率和经济效益。”

成本制约

虽然绿氢产业发展受到高度关注,但目前绿氢与传统制氢方式相比,体量上几乎可以忽略不计。“全年煤制氢和天然气制氢的产量可达数百万吨,而电解水制氢的产量则微不足道。”冯勇说道。

谈及当前绿氢产业发展的痛点问题,赵江表示:“在绿氢的生产过程中,成本和稳定运行是极大的挑战。在当前阶段,从前端的制氢来看,无论是电力成本、电解槽设备成本,还是运行效率方面,绿氢的成本总体上是偏高的。国际上绿氢的成本大概是蓝氢和灰氢的2到3倍,这阻碍了电解水制氢技术的大规模普及。目前,由该类技术带来的产氢量,仅占据年产氢总量的5%左右。”

“碱性电解水制氢是现阶段我国发展极为成熟的电解制氢技术,在成本、寿命、规模性和可靠性方面都具有明显的优势,但在与可再生能源耦合、实现波动功率输入下的高效稳定运行方面较弱。所以,在外部电源功率波动的情况下,需要让整个电解槽平稳运行的同时,尽可能地提升产量、降低能耗。”赵江进一步解释道。

同时,冯勇提到,氢气作为一种关键的化工原料和工业气体,其生产成本一直是制约其广泛应用的主要因素。“目前,我们关注的绿氢生产,特别需要解决成本问题,以有效利用那些未能并入电网的风能和太阳能(即所谓的‘弃风弃光’)。”

为此,冯勇为记者算了一笔账:传统煤制氢的成本大约为0.8元每立方米,而天然气制氢的成本大约为1.2元每立方米。“如果采用常规电力,电解水制氢在成本上并无优势。这也正是我们将研发重点放在绿电上的原因。”

而对于绿氢成本控制的解决方案,冯勇表示,一是提升电解槽的适应性,二是实施电量预测与提前预知。通过这两个方面的改进,可以创建一个集成的系统,该系统能够将前端的电力供应与后端的氢气生产紧密结合。随着电力供应的波动,氢气的生产量也能够灵活调整。这样的系统设计将使得制氢设备能够有效地利用波动性的新能源电力,从而有效降低氢气的生产成本,并提升其生产效率。

记者了解到,电解槽或者电解制氢的装备成本正在逐年下降。“2020年前后至今,已经下降了至少30%。相信随着规模的扩大、技术的提升,最终形成的绿氢价格与传统制氢方式相比更具优势。”冯勇说道。

记者了解到,今年年初,霍尼韦尔进行业务调整,聚焦自动化、未来航空和能源转型三大发展趋势,并将其作为重点业务发展领域。

5月13日,霍尼韦尔与盛氢制氢围绕绿氢产业链达成战略合作。“我们双方希望能共同推动行业发展和创新,包括实现电解槽设备本身的优化、推动过程控制技术在行业内的广泛应用、助力氢能产业链降低产氢成本。”赵江说道。

冯勇表示:“目前,我们合作的机遇主要集中在绿电制绿氢。面对当前大量未被充分利用的风能和太阳能资源,我们现在有机会将其有效利用。然而,单凭电解槽本身并不足以完全应对这一挑战。因此,我们计划与霍尼韦尔携手合作,通过优化前端电力的波动管理,共同构建一个全面的解决方案,形成一个完善的系统。”

氢能,制氢

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编辑:敬之

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