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        綠氫滲透率有望提升PEM制氫大有可為

        2023-08-23 11:19 來源:中國證券報 次閱讀
         
        綠氫滲透率有望提升PEM制氫大有可為

        8月22日,中國證券報記者在2023全球綠氫產業大會現場看到,整個會場座無虛席,來自產業界和學術界的行業大咖齊聚一堂。

          通過各位嘉賓的演講總結,記者深刻感受到,以煤制氫以及天然氣制氫為主的氫氣制備方式正在發生變革,即利用風能、太陽能等可再生能源發電,再電解水制氫的“綠氫”占比有望逐步提升。

          從制氫技術路徑上看,我國堿性電解水制氫技術(ALK)和產品發展成熟,特別是在成本上擁有優勢,而跨國企業在質子交換膜制氫技術(PEM)路線上領先。兩種技術如何選擇,抑或是合流發展?對此,華北電力大學氫能技術創新中心主任劉建國認為,現階段我國以ALK技術為主流,但基于響應速度快,可調范圍廣等優勢日漸明顯,PEM制氫技術未來將大有可為。

          2050年綠氫滲透率將達70%

          按照生產來源,世界能源理事會將氫氣分為灰氫、藍氫和綠氫三類。

          灰氫指由天然氣、煤等化石燃料生產的氫氣,制取過程成本最低,但碳排放量高,在化工行業應用普遍;藍氫是灰氫的“升級版”,在氫氣生產環節配合碳捕捉和封存技術,能夠減少大量碳排放,成本相應更高;綠氫則是利用風能、太陽能等可再生能源發電,再電解水生產氫氣,成本最高。

          事實上,氫是一種真正的清潔能源,其燃燒產物是水,尤為重要的是不會產生任何污染物。

          中國氫能聯盟理事長劉國躍此前撰文表示,綠氫在碳減排方面優勢顯著,是推動交通、化工、鋼鐵等碳減排難度較大行業脫碳的重要解決方案。

          “截至2022年,我國氫氣產量約3300萬噸,綠氫滲透率尚處于較低水平,但未來存在較大提升空間。”中集安瑞科戰略營銷部副總監季浩華在會上表示,根據中國氫能聯盟統計預測,到2030年我國綠氫占比將達到15%,2050年將大幅提升至70%。

          光大證券研報顯示,2020年,我國綠氫滲透率約2%。目前,我國氫氣主要來源是煤制氫和天然氣制氫,其中前者占比超過六成。

          “與此同時,2050年我國氫氣總需求量有望接近6000萬噸,在中國終端能源體系中的比重至少達到10%。”季浩華進一步表示,這意味著可減排7億噸二氧化碳,產業鏈年產值約12萬億元。

          中石化石油化工科學研究院有限公司首席專家榮俊峰表示,可再生能源制氫是實現工業碳中和的重要途徑,未來將具有比化石能源制氫更好的經濟性。

          PEM尚處于商業化早期

          “發展大規模、高效率、低成本、負荷可調范圍廣的電解水制氫技術是當下綠氫制備技術發展的關鍵。”劉建國在會上表示,根據從材料、性能、效率和成本四個緯度考量,ALK和PEM都有各自的優勢和局限。

          “雖然ALK技術成熟,成本較低,落地項目較多,但對電力波動的適應性較差,且運維成本高,限制了與可再生能源發電耦合發展的空間。”在劉建國看來,特別是在如車規級氫能等特定場景中,PEM技術的響應速度更快,可調節范圍更廣,可適應波動電源輸入,未來大有可為。

          不過,相較于ALK,PEM尚處于商業化早期,且現階段也面臨一些技術挑戰。“首先是貴金屬用量偏高,其次是壽命不太理想。”劉建國認為,減小析氧反應過電位及降低銥貴金屬用量是實現PEM制氫技術大規模應用的關鍵突破口。

          “目前,全球銥金屬年開采量僅有5噸至10噸,且高度集中于南非。”劉建國表示,鉑族金屬、重稀土的供應,將會是零碳、低碳氫能源發展的一個關鍵因素。

          會上,劉建國也提到了“ALK+PEM”混合制氫研究這一課題。他認為,兩種技術路線的融合,有望在兼顧成本的基礎上,獲得更好的波動適應性,并且實現離網場景下電網配置和控制難度的降低。(本報記者 喬翔)


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