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綠氫市場受關(guān)注 成本制約難題何解?

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2024-05-17 09:19:12
低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要動力。氫能作為一種清潔零碳能源,被認(rèn)為是未來較具潛力的脫碳燃料。

而在起步階段,成本控制始終是困擾綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的癥結(jié)。“綠氫的成本總體上是偏高的。國際上綠氫的成本大概是藍(lán)氫和灰氫的2到3倍,這阻礙了電解水制氫技術(shù)的大規(guī)模普及。目前,由該類技術(shù)帶來的產(chǎn)氫量,僅占據(jù)年產(chǎn)氫總量的5%左右。”5月13日,霍尼韋爾過程控制部副總裁兼中國總經(jīng)理趙江向《中國經(jīng)營報(bào)》記者說道。

廣東盛氫制氫設(shè)備有限公司(以下簡稱“盛氫制氫”)總經(jīng)理馮勇表示,氫氣作為一種關(guān)鍵的化工原料和工業(yè)氣體,其生產(chǎn)成本一直是制約其廣泛應(yīng)用的主要因素。

前景可期

氫能是一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源。據(jù)國際氫能委員會的統(tǒng)計(jì),到2050年全球氫能在終端能源體系中占比將接近10%,2050年氫能利用可以貢獻(xiàn)全球二氧化碳減排的20%。

記者了解到,2022年,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》,明確了氫能產(chǎn)業(yè)的具體發(fā)展要求及目標(biāo),將氫能列入我國能源轉(zhuǎn)型布局戰(zhàn)略的重要部分?;趪艺咭?guī)劃及市場前景預(yù)測,氫能產(chǎn)業(yè)在構(gòu)建新能源體系中扮演著不可或缺的重要角色。

綠氫通過光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電后產(chǎn)生電流去電解水,生產(chǎn)氫氣,對于推動全球能源結(jié)構(gòu)的低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。不僅有助于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,而且可以在各種應(yīng)用場景中替代傳統(tǒng)的化石能源,從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。

近年來,在相關(guān)政策推動和產(chǎn)業(yè)積極參與下,我國氫能產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展。但整體來看,由于尚處發(fā)展初期,綠氫成本相對較高,經(jīng)濟(jì)性成為制約氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。

趙江表示:“氫能產(chǎn)業(yè)目前在中國的發(fā)展還在前期起步階段,其生產(chǎn)技術(shù)布局的空間還有待提升,產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景十分廣闊,我們相信氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有效助力中國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。在這個過程中,我們也清醒地認(rèn)識到行業(yè)發(fā)展面臨的諸多挑戰(zhàn)。因此,我們期望通過先進(jìn)技術(shù)解決方案,與中國市場的客戶需求緊密結(jié)合,共同推動氫能產(chǎn)業(yè),特別是綠氫技術(shù)在中國的發(fā)展。”

而談及綠氫的發(fā)展空間,趙江向記者表示:“首先,綠氫將在化工行業(yè)中大規(guī)模替代灰氫。由于綠氫在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生碳排放,因此它將在煉油、化工以及鋼鐵等傳統(tǒng)工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用,作為更加環(huán)保的能源選擇。除此之外,綠氫還可以轉(zhuǎn)化為綠氨或甲醇,這將為化肥和燃料工業(yè)等行業(yè)帶來巨大的潛力。綠氨可以作為一種儲存和運(yùn)輸氫氣的有效方式,同時甲醇也是制造各種化工產(chǎn)品的重要原料。在這些行業(yè)中,綠氫將推動碳排放的大幅降低,同時也能提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。”

成本制約

雖然綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到高度關(guān)注,但目前綠氫與傳統(tǒng)制氫方式相比,體量上幾乎可以忽略不計(jì)。“全年煤制氫和天然氣制氫的產(chǎn)量可達(dá)數(shù)百萬噸,而電解水制氫的產(chǎn)量則微不足道。”馮勇說道。

談及當(dāng)前綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)問題,趙江表示:“在綠氫的生產(chǎn)過程中,成本和穩(wěn)定運(yùn)行是極大的挑戰(zhàn)。在當(dāng)前階段,從前端的制氫來看,無論是電力成本、電解槽設(shè)備成本,還是運(yùn)行效率方面,綠氫的成本總體上是偏高的。國際上綠氫的成本大概是藍(lán)氫和灰氫的2到3倍,這阻礙了電解水制氫技術(shù)的大規(guī)模普及。目前,由該類技術(shù)帶來的產(chǎn)氫量,僅占據(jù)年產(chǎn)氫總量的5%左右。”

“堿性電解水制氫是現(xiàn)階段我國發(fā)展極為成熟的電解制氫技術(shù),在成本、壽命、規(guī)模性和可靠性方面都具有明顯的優(yōu)勢,但在與可再生能源耦合、實(shí)現(xiàn)波動功率輸入下的高效穩(wěn)定運(yùn)行方面較弱。所以,在外部電源功率波動的情況下,需要讓整個電解槽平穩(wěn)運(yùn)行的同時,盡可能地提升產(chǎn)量、降低能耗。”趙江進(jìn)一步解釋道。

同時,馮勇提到,氫氣作為一種關(guān)鍵的化工原料和工業(yè)氣體,其生產(chǎn)成本一直是制約其廣泛應(yīng)用的主要因素。“目前,我們關(guān)注的綠氫生產(chǎn),特別需要解決成本問題,以有效利用那些未能并入電網(wǎng)的風(fēng)能和太陽能(即所謂的‘棄風(fēng)棄光’)。”

為此,馮勇為記者算了一筆賬:傳統(tǒng)煤制氫的成本大約為0.8元每立方米,而天然氣制氫的成本大約為1.2元每立方米。“如果采用常規(guī)電力,電解水制氫在成本上并無優(yōu)勢。這也正是我們將研發(fā)重點(diǎn)放在綠電上的原因。”

而對于綠氫成本控制的解決方案,馮勇表示,一是提升電解槽的適應(yīng)性,二是實(shí)施電量預(yù)測與提前預(yù)知。通過這兩個方面的改進(jìn),可以創(chuàng)建一個集成的系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)⑶岸说碾娏?yīng)與后端的氫氣生產(chǎn)緊密結(jié)合。隨著電力供應(yīng)的波動,氫氣的生產(chǎn)量也能夠靈活調(diào)整。這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將使得制氫設(shè)備能夠有效地利用波動性的新能源電力,從而有效降低氫氣的生產(chǎn)成本,并提升其生產(chǎn)效率。

記者了解到,電解槽或者電解制氫的裝備成本正在逐年下降。“2020年前后至今,已經(jīng)下降了至少30%。相信隨著規(guī)模的擴(kuò)大、技術(shù)的提升,最終形成的綠氫價格與傳統(tǒng)制氫方式相比更具優(yōu)勢。”馮勇說道。

記者了解到,今年年初,霍尼韋爾進(jìn)行業(yè)務(wù)調(diào)整,聚焦自動化、未來航空和能源轉(zhuǎn)型三大發(fā)展趨勢,并將其作為重點(diǎn)業(yè)務(wù)發(fā)展領(lǐng)域。

5月13日,霍尼韋爾與盛氫制氫圍繞綠氫產(chǎn)業(yè)鏈達(dá)成戰(zhàn)略合作。“我們雙方希望能共同推動行業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新,包括實(shí)現(xiàn)電解槽設(shè)備本身的優(yōu)化、推動過程控制技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的廣泛應(yīng)用、助力氫能產(chǎn)業(yè)鏈降低產(chǎn)氫成本。”趙江說道。

馮勇表示:“目前,我們合作的機(jī)遇主要集中在綠電制綠氫。面對當(dāng)前大量未被充分利用的風(fēng)能和太陽能資源,我們現(xiàn)在有機(jī)會將其有效利用。然而,單憑電解槽本身并不足以完全應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。因此,我們計(jì)劃與霍尼韋爾攜手合作,通過優(yōu)化前端電力的波動管理,共同構(gòu)建一個全面的解決方案,形成一個完善的系統(tǒng)。”

來源:中國經(jīng)營網(wǎng)

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