電解水制氫技術可以作為電-氫系統(tǒng)的橋梁,中國氫能規(guī)劃表示2025年綠氫的量達10萬至20萬噸每年,“十四五”時期將迎高速發(fā)展。
制氫是氫能產業(yè)鏈的最前端環(huán)節(jié),當前技術路線多元化不存在單一最優(yōu)模式,需要因地制宜選擇適合所在地資源稟賦、經濟條件等客觀環(huán)境的制氫手段。
制備氫氣的方法已較為成熟,從多種來源中都可以制備氫氣,每種技術的成本及環(huán)保屬性都不相同,主要分為四種技術路線:工業(yè)尾氣副產氫、電解水制氫、化工原料制氫、化石燃料制氫等。利用化石燃料制氫是目前工業(yè)制氫的主要途徑。在石化、鋼鐵、焦化工業(yè)領域,氫氣一般以副產品的形式出現(xiàn),在循環(huán)經濟模式下被當作這些企業(yè)的重要化工原料或燃料。
由于淡水資源緊缺,向大海要水是未來氫能發(fā)展的重要方向。但復雜的海水成分(約92種化學元素)導致海水制氫面臨諸多難題與挑戰(zhàn),先淡化后制氫工藝流程復雜且成本高昂。
2022年11月30日,深圳大學深地科學與綠色能源研究院院長謝和平團隊在《自然》發(fā)表論文,以分子擴散、界面相平衡等物理力學與電化學相結合的全新思路,建立了相變遷移驅動的海水無淡化原位直接電解制氫全新原理與技術。
該技術徹底隔絕了海水離子,實現(xiàn)了無淡化過程、無副反應、無額外能耗的高效海水原位直接電解制氫,即可在海水里原位直接電解制氫。同時,團隊研制了全球首套400升/小時海水原位直接電解制氫技術與裝備。
論文發(fā)表后,在全球范圍內引發(fā)了一番震動,該技術也入選國家科技部組織評選的“2022年度中國科學十大進展”。
談到外界尤為關注的成本方面,在此次大會演講中,謝和平表示,由于海水直接制氫可直接對接海上風電等可再生能源,無海水淡化過程,無額外催化劑工程,無海水泵送輸運過程,無海水污染處理過程,無海水制氫設備平臺,因此未來極具經濟潛力。
若按照“海水直接制氫成本=電價×單位電耗+(每年折舊+每年運維)/每年制氫總量”這一公式計算,以海上風電上網電價0.2元—0.3元/度電計算,海水直接制氫的單位質量氫氣成本為0.219元/Nm3+0.2元/Nm3+(1-1.5)元/Nm3=1.419-1.919元/Nm3 = 15.89—21.49元/kg。
據中研產業(yè)研究院《2022-2027年中國制氫行業(yè)市場前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略報告》分析:
跟陸地淡水制氫成本相比,海水直接電解水直接制氫成本與前者相當(無占地面積等設施和污染物處理成本)。
國家能源局總工程師向海平表示,我國氫能產業(yè)仍處于發(fā)展初期,須圍繞氫能全產業(yè)鏈全面提升基礎研究、前沿技術和原始創(chuàng)新能力,加速突破關鍵材料及核心技術裝備,重視產業(yè)化和示范應用,鼓勵多樣化的商業(yè)模式創(chuàng)新,逐步降低用氫成本,完善有關技術標準以及檢測認證和監(jiān)管體系,構建健康的氫能產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展生態(tài)。
氫能源作為清潔低碳能源,受到國家政策的關注和支持。2022年3月,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》,強調氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉型的重要載體以及戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來產業(yè)重點發(fā)展方向。
中國具有領先全球的氫源儲備,是目前全球最大的氫氣生產國,此外煤制氫、工業(yè)富產氫、電解水,對應的煤炭、焦炭、合成氨產量以及風光發(fā)電裝機量均為全球第一,具備充足氫源。電解水制氫技術可以作為電-氫系統(tǒng)的橋梁,中國氫能規(guī)劃表示2025年綠氫的量達10萬至20萬噸每年,“十四五”時期將迎高速發(fā)展。
目前來看,國內的情況可謂是遍地開花,但大而不強。許多地方政府將氫能領域發(fā)展作為一次重要的戰(zhàn)略升級、戰(zhàn)略轉型機遇,根據當地資源優(yōu)勢,在發(fā)展上有不同側重。只是現(xiàn)在還沒有說哪個區(qū)域發(fā)展地比較拔尖,他們都把地域的資源優(yōu)勢作為切入口,發(fā)展氫燃料電池,尋找屬于自己的突破點。
目前,我國已有多個省市發(fā)布了氫能和氫燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃,上海、如皋、等城市積極謀劃氫能城市建設,形成了華東、華中、華南、華北、東北、西南六大氫能和氫燃料電池汽車的產業(yè)群。然而我國氫能和燃料電池相關技術和產業(yè)發(fā)展仍面臨巨大挑戰(zhàn),燃料電池和氫能核心技術能力、關鍵部件與裝備、標準體系建設等方面亟待加強。
報告在總結中國制氫發(fā)展歷程的基礎上,結合新時期的各方面因素,對中國制氫的發(fā)展趨勢給予了細致和審慎的預測論證。報告資料詳實,圖表豐富,既有深入的分析,又有直觀的比較,為制氫企業(yè)在激烈的市場競爭中洞察先機,能準確及時的針對自身環(huán)境調整經營策略。
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2022-2027年中國制氫行業(yè)市場前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略報告
制氫是氫能產業(yè)鏈的最前端環(huán)節(jié),當前技術路線多元化不存在單一最優(yōu)模式,需要因地制宜選擇適合所在地資源稟賦、經濟條件等客觀環(huán)境的制氫手段。制備氫氣的方法已較為成熟,從多種來源中都可以制...
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