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“绿氢”带火了电解槽
作者:官方 来源:中国能源报 所属栏目:市场动态 发布时间:2021-09-09 09:58
[ 导读 ]8月28日,龙基与中国化工华路工程技术有限公司签署了10万千瓦电解水制氢设备战略合作框架协议和采购合同,引起业界关注。电解水制...

8月28日,龙基与中国化工华路工程技术有限公司签署了10万千瓦电解水制氢设备战略合作框架协议和采购合同,引起业界关注。电解水制氢是生产绿色氢的重要方法。直流电接在充满电解液的电解槽上,水分子在电极上发生电化学反应,可分解为氢气和氧气。整个过程可以实现零排放。

电解水制氢的规模迅速扩大。根据中国氢能工业协会的数据,今年上半年,中国的氢气产量同比增长了25%,新能源制氢比例增加了30%。氢在其最新的市场前景,彭博新能源财经电解槽市场预测,今年将增加一倍,四倍到2022年超过1.8千瓦,多亏了中国令人印象深刻的增长在今年上半年制氢,和预计中国将占全球装机容量的60 - 63。


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扩大市场需求

“目前,电解槽市场非常火爆,处于需求状态。”一家国内电解槽供应商告诉记者。供应商认为,氢气产业频繁的优惠政策,使产业链中重要的制氢端成为投资热点,碳峰和碳中和的提出,使绿色氢气成为降低碳和脱碳的重要途径。

“到2020年,绿色氢已成为许多国家首选的未来绿色燃料。许多国家已经宣布对氢工业进行大量投资,正在开发的绿色氢项目超过1500亿美元和7000万千瓦。作为一种重要的制氢方法,利用可再生能源电解制氢是大规模生产绿色氢的唯一方法,具有广阔的市场前景。”一名制氢设备技术专家告诉记者。

事实上,除了氢燃料电池等氢运输外,氢还可以作为化工生产中的化学原料或作为氢冶金中的还原剂。随着碳峰和碳中和的提出,越来越多的大型能源企业开始关注氢,大规模布局制氢产业链,并主动利用可再生能源发电制氢,取代煤化工制氢,天然气裂解制氢和其他传统制氢方法,以减少二氧化碳排放。”李海鹏,中国船舶工业集团公司718研究所高级工程师。

同时,对氢产业的优惠政策不断出台,行业发展势头火爆。甚至在企业中也出现了“氢就是火”的现象。“随着可再生能源的成本越来越低,氢气生产的经济性开始显现,”李彦宏说。在多种因素的影响下,制氢端受到更多关注,氢气需求飙升,电解槽等制氢设备的市场需求进一步扩大。”


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成本下降

根据《中国氢能与燃料电池产业白皮书》,预计到2050年,氢能将占到中国能源体系的10%左右,而且是可再生能源能源电解水制氢将成为有效的氢气供应主体,吸引众多企业大规模布局可再生能源电解水制氢生产线。

“中国具有发展绿色氢的良好资源禀赋。随着碳排放成本的增加和可再生能源制氢技术的进步和推广,其发电成本的竞争力越来越强。同时,中国基础设施建设能力强,为发展绿色氢提供了独特优势。”专家说。

4月,传统石化能源公司宝丰能源宣布,为实现绿色低碳发展,公司将利用太阳能发电产生的绿色氢进行化工生产,以实现新能源替代化石能源,减少煤炭消耗和二氧化碳排放,并大规模布置电解水制氢装置。光伏巨头龙基也宣布进入制氢产业,大力发展光伏制氢。

万联证券指出,制氢成本的关键是能源消耗,水电制氢的总成本约80%为电力成本。对此,专家表示,水电解氢包括设备制造成本和用电成本,在运行过程中前期成本主要是水电解氢生产设备制造成本,随着电解槽关键技术的成熟,能耗和设备价格将会下降,可直接提高水电解制氢的成本。

“随着技术的进步和扩大,到2030年电解池设备的成本将降低60 ~ 80%,氢气生产系统的电力消耗和运行、维护费用也将降低。”上述专家表示,随着可再生能源发电成本的降低,电解水制氢的成本将在5-10年内降低到20元/kg以下,是经济的。在目前试点碳配额市场交易价格为40元/吨的基础上,煤炭生产氢碳配额成本每立方米将增加0.1元。因此,当碳配额交易价格达到200元/吨时,绿色氢的成本与灰色氢的成本相等。



储存和运输仍然是一个挑战

“中国的可再生能源资源中心和负荷中心是反向分布的,而且中国缺乏低成本高密度储存和运输技术,进一步限制了中国利用可再生能源生产氢气的丰富潜力。”上述专家承认,氢储存和运输高度依赖于技术进步和基础设施建设,这是产业发展的难点。我国主要采用高压气态储氢。与低温液态氢储存相比,高压气态氢储存在长途运输方面没有优势。因此,大力发展氢气输送管道等液氢技术和设备具有重要意义。

根据国家电网能源研究院的数据,2019年我国陆上风电每千瓦时成本约为0.315-0.565元,未来仍有一定的下降空间,预计2025年电力成本为0.245-0.512元。在此基础上,专家补充说,本地制氢也是解决长途运输的重要途径,而长途运输主要集中在中国东南沿海地区。利用海上可再生能源生产氢气是一条很有前途的技术道路,同时避免氢气的长途运输。

“在一个火热的市场,冷静的思维是必不可少的。”李海鹏提醒,对于制氢端来说,电解槽作为一种化工设备,工作条件复杂,涉及电化学、机械、化工等专业领域,所以我们不仅可以依靠需求增长,还应该继续深入培育技术,实现电解槽设备的规模化技术进步。

目前,在政策和市场的双重推动下,氢气产业发展迅速,带动了氢气生产的快速增长,为设备企业带来了历史性机遇。根据制氢的清洁度,氢气可分为氢气灰、氢气蓝、氢气绿,氢气绿理论上是未来真正的清洁能源,氢气在制氢环节,电和电解设备是导致目前绿色制氢成本高的重要原因,两者的成本分别占50%和40%,电解槽是可再生能源大规模制氢设备的关键,占制氢系统总成本的近50%。

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