中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：發(fā)展綠氫對保障能源安全、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型具有重要意義。但目前制取成本偏高成為綠氫產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的主要障礙。要提高綠氫經(jīng)濟(jì)性，打破單一的技術(shù)路線、做好頂層設(shè)計(jì)、健全市場機(jī)制缺一不可。
地方兩會(huì)近期密集召開，記者梳理發(fā)現(xiàn)，氫能布局成熱點(diǎn)。例如，山東統(tǒng)籌布局氫能供應(yīng)體系，開展副產(chǎn)氫純化、電解水制氫等項(xiàng)目；遼寧加速風(fēng)電、光伏、核電等可再生能源“零碳”電解水制氫等重大項(xiàng)目落地；吉林、內(nèi)蒙古也在布局風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目。不僅如此，國家相關(guān)部門也將支持氫能發(fā)展作為重點(diǎn)，1月17日，工信部等六部門發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》就提出加快高效制氫技術(shù)攻關(guān)。
業(yè)內(nèi)專家表示，可再生能源制氫將在未來能源體系中發(fā)揮重要作用。但制取成本偏高這一難題仍待頂層設(shè)計(jì)及技術(shù)攻關(guān)等多方面突破。
■發(fā)展綠氫意義重大
據(jù)業(yè)內(nèi)專家分析，目前多國已把氫能產(chǎn)業(yè)作為未來的發(fā)展重點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?
據(jù)中國氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)測，到2030年碳達(dá)峰期間，我國氫氣的年需求量將達(dá)到約4000萬噸，在終端能源消費(fèi)中占比約5%，其中可再生氫供給可達(dá)約770萬噸。在2060年碳中和情境下，氫氣的年需求量將增至1.3 億噸左右，在終端能源消費(fèi)中的占比約為20%，其中70%為可再生能源制氫。
近年來，關(guān)于可再生能源制氫的政策支持與實(shí)踐探索也明顯加速。2022年3月，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）》，明確氫能是我國未來國家能源體系的重要組成部分，并提出要構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，嚴(yán)格控制化石能源制氫。
此后，湖北武漢、山東、上海、廣東等地陸續(xù)發(fā)布相關(guān)政策，支持非化工園區(qū)的可再生能源制氫、風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目發(fā)展。
對此，佛山環(huán)境與能源研究院院長趙吉詩指出，通過可再生能源產(chǎn)生的綠電，進(jìn)一步電解水制氫得到綠氫能夠助力新型電力系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)?！靶滦碗娏ο到y(tǒng)的核心訴求是可再生能源裝機(jī)容量的大幅提升，這必然對儲(chǔ)能有一定的需求，而電化學(xué)儲(chǔ)能在安全性和儲(chǔ)能周期上均有一定限制。電解水制氫后可通過摻氫天然氣借助天然氣管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)長周期、大規(guī)模儲(chǔ)能?！?
中國電科院戰(zhàn)略中心主任閆華光指出，“目前，世界上的主要國家都把氫能作為能源轉(zhuǎn)型的選擇之一。發(fā)展氫能可減輕對石油、天然氣的依賴，可再生能源制氫是保障能源安全和能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備的一種重要方式。同時(shí)，綠氫將促進(jìn)全社會(huì)深度脫碳。另外，電制氫設(shè)備本身就是很靈活的調(diào)節(jié)資源，可以參與電網(wǎng)的各種調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)，提升電網(wǎng)的靈活性和安全性。”
■制取成本偏高成攔路虎
不過，國內(nèi)某大型能源企業(yè)的一位氫能技術(shù)研究人員告訴記者，當(dāng)前我國大規(guī)模低成本綠氫技術(shù)路線尚不明確，質(zhì)子交換膜制氫成本較高，堿性電解水制氫缺少規(guī)?；瘧?yīng)用，陰離子交換膜、固體氧化物電解水、光解水制氫、熱化學(xué)循環(huán)水解制氫技術(shù)還處于基礎(chǔ)研發(fā)階段，可再生能源制氫尚未規(guī)?；l(fā)展。與此同時(shí)，風(fēng)、光電力的間歇性和波動(dòng)性也對綠氫的制取帶來挑戰(zhàn)。
“可再生能源的波動(dòng)性會(huì)對電制氫裝備的壽命產(chǎn)生影響。同時(shí)，可再能源的間歇性發(fā)電導(dǎo)致其利用小時(shí)較低，進(jìn)而導(dǎo)致無法穩(wěn)定制氫，對可再生能源制氫的經(jīng)濟(jì)性造成影響?！遍Z華光說。
趙吉詩則指出，目前可再生能源制氫最大的挑戰(zhàn)在于成本過高?！半m然電解水制氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)有幾十年歷史，但單槽制氫規(guī)模仍然很小，從每小時(shí)幾十升到幾百方，最大也不過四五百方，功率僅在2兆瓦左右。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為了降低成本，單槽制氫規(guī)模雖已快速增長到1000方/小時(shí)以上，在研裝置甚至高達(dá)2000方/小時(shí)，但其配套產(chǎn)業(yè)鏈并沒有相應(yīng)跟上，對降低成本造成了阻礙?！?
“此外，行業(yè)偏好堿性槽也是一個(gè)問題，堿性槽技術(shù)是最成熟的，成本也是最低的。但從長遠(yuǎn)來看，多種技術(shù)路線并行前進(jìn)才能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。不同的場景需要有不同的技術(shù)路線來匹配?！壁w吉詩表示，目前，質(zhì)子交換膜電解水制氫、陰離子膜堿性電解水制氫等技術(shù)因其對電流波動(dòng)信號(hào)響應(yīng)時(shí)間可達(dá)毫秒級，更適合可再生能源制氫?！爱?dāng)然，一些電解水制氫裝備企業(yè)也在傳統(tǒng)堿性電解槽技術(shù)方面進(jìn)一步創(chuàng)新，提高了其對電流波動(dòng)的響應(yīng)速度?！?
■技術(shù)、機(jī)制均待突破
針對可再生能源固有的波動(dòng)性對制氫產(chǎn)生的成本和技術(shù)挑戰(zhàn)，閆華光建議，可再生能源制氫要同新型電力系統(tǒng)建設(shè)結(jié)合起來，統(tǒng)籌考慮、協(xié)同規(guī)劃頂層設(shè)計(jì)，而不是單一地考慮氫能制取，制氫與新型電力系統(tǒng)真正有機(jī)互動(dòng)起來，才能發(fā)揮最大作用?！霸谔贾泻徒K極目標(biāo)下，電力系統(tǒng)是零碳的，氫能與新型電力系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展、電氫協(xié)同的能源體系將成為新型能源體系的重要組成部分?！贝送?，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)、降低制氫裝置本身的成本同樣重要?！爸茪涑杀局饕呻妰r(jià)成本、制氫裝置成本及系統(tǒng)運(yùn)維成本組成，因此，研發(fā)低成本、高效率、長壽命的電制氫裝置也是解決可再生能源制氫成本痛點(diǎn)的途徑之一?！?
閆華光進(jìn)一步指出，建設(shè)電氫耦合標(biāo)準(zhǔn)體系、打造典型示范工程進(jìn)行技術(shù)路線驗(yàn)證也必不可少。“通過示范工程驗(yàn)證各種技術(shù)路線的效果，建立電氫耦合標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和規(guī)范化管理，為未來大規(guī)模推廣做準(zhǔn)備，是引領(lǐng)并促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；透哔|(zhì)量發(fā)展的重要階段。值得注意的是，這些示范工程需要設(shè)計(jì)不同場景和技術(shù)路線，許多應(yīng)用層面的問題可以在打造典型示范工程的過程中得到解決?！?
趙吉詩則建議關(guān)注質(zhì)子交換膜電解水制氫、陰離子膜堿性電解水制氫等技術(shù)的國產(chǎn)化，并加強(qiáng)對氫能企業(yè)，特別是央企創(chuàng)新能力和創(chuàng)新產(chǎn)出的考核力度。
另有業(yè)內(nèi)專家建議，要完善可再生能源制氫的市場化機(jī)制，健全覆蓋氫儲(chǔ)能參與電力輔助服務(wù)的價(jià)格機(jī)制，探索氫儲(chǔ)能直接參與電力市場交易。
