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發(fā)展綠氫對保障能源安全、推動能源轉(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)濟性，打破單一的技術路線、做好頂層設計、健全市場機制缺一不可。

地方兩會近期密集召開，記者梳理發(fā)現(xiàn)，氫能布局成熱點。例如，山東統(tǒng)籌布局氫能供應體系，開展副產(chǎn)氫純化、電解水制氫等項目；遼寧加速風電、光伏、核電等可再生能源“零碳”電解水制氫等重大項目落地；吉林、內(nèi)蒙古也在布局風光制氫一體化項目。不僅如此，國家相關部門也將支持氫能發(fā)展作為重點，1月17日，工信部等六部門發(fā)布的《關于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》就提出加快高效制氫技術攻關。

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計及技術攻關等多方面突破。

■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，產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
據(jù)中國氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預測，到2030年碳達峰期間，我國氫氣的年需求量將達到約4000萬噸，在終端能源消費中占比約5%，其中可再生氫供給可達約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，在終端能源消費中的占比約為20%，其中70%為可再生能源制氫。

近年來，關于可再生能源制氫的政策支持與實踐探索也明顯加速。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，重點發(fā)展可再生能源制氫，嚴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)布相關政策，支持非化工園區(qū)的可再生能源制氫、風光制氫一體化項目發(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，進一步電解水制氫得到綠氫能夠助力新型電力系統(tǒng)的實現(xiàn)。“新型電力系統(tǒng)的核心訴求是可再生能源裝機容量的大幅提升，這必然對儲能有一定的需求，而電化學儲能在安全性和儲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)實現(xiàn)長周期、大規(guī)模儲能。”

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)略儲備的一種重要方式。同時，綠氫將促進全社會深度脫碳。另外，電制氫設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，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)的一位氫能技術研究人員告訴記者，當前我國大規(guī)模低成本綠氫技術路線尚不明確，質(zhì)子交換膜制氫成本較高，堿性電解水制氫缺少規(guī)模化應用，陰離子交換膜、固體氧化物電解水、光解水制氫、熱化學循環(huán)水解制氫技術還處于基礎研發(fā)階段，可再生能源制氫尚未規(guī)?；l(fā)展。與此同時，風、光電力的間歇性和波動性也對綠氫的制取帶來挑戰(zhàn)。

“可再生能源的波動性會對電制氫裝備的壽命產(chǎn)生影響。同時，可再能源的間歇性發(fā)電導致其利用小時較低，進而導致無法穩(wěn)定制氫，對可再生能源制氫的經(jīng)濟性造成影響。”閆華光說。

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。“雖然電解水制氫技術的產(chǎn)業(yè)化應用已經(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/小時以上，在研裝置甚至高達2000方/小時，但其配套產(chǎn)業(yè)鏈并沒有相應跟上，對降低成本造成了阻礙。”

“此外，行業(yè)偏好堿性槽也是一個問題，堿性槽技術是最成熟的，成本也是最低的。但從長遠來看，多種技術路線并行前進才能促進產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。不同的場景需要有不同的技術路線來匹配。”趙吉詩表示，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因其對電流波動信號響應時間可達毫秒級，更適合可再生能源制氫。“當然，一些電解水制氫裝備企業(yè)也在傳統(tǒng)堿性電解槽技術方面進一步創(chuàng)新，提高了其對電流波動的響應速度。”

■技術、機制均待突破

針對可再生能源固有的波動性對制氫產(chǎn)生的成本和技術挑戰(zhàn)，閆華光建議，可再生能源制氫要同新型電力系統(tǒng)建設結(jié)合起來，統(tǒng)籌考慮、協(xié)同規(guī)劃頂層設計，而不是單一地考慮氫能制取，制氫與新型電力系統(tǒng)真正有機互動起來，才能發(fā)揮最大作用。“在碳中和終極目標下，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。”此外，加強技術攻關、降低制氫裝置本身的成本同樣重要。“制氫成本主要由電價成本、制氫裝置成本及系統(tǒng)運維成本組成，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的途徑之一。”

閆華光進一步指出，建設電氫耦合標準體系、打造典型示范工程進行技術路線驗證也必不可少。“通過示范工程驗證各種技術路線的效果，建立電氫耦合標準體系，促進工程標準化建設和規(guī)范化管理，為未來大規(guī)模推廣做準備，是引領并促進氫能產(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計不同場景和技術路線，許多應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的國產(chǎn)化，并加強對氫能企業(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制，健全覆蓋氫儲能參與電力輔助服務的價格機制，探索氫儲能直接參與電力市場交易。

原標題： 高制取成本掣肘綠氫發(fā)展