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24日，氫能發(fā)展戰(zhàn)略研討會在中國石化集團(tuán)公司（下稱“中國石化”）舉辦。中國工程院院士，中科院大連化物所研究員衣寶廉在視頻連線中做了以“迎接電解水制氫儲能高潮”為主題的報告。
在能源轉(zhuǎn)型中，氫能的利用可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高效可再生能源的消納；在不同行業(yè)和地區(qū)間進(jìn)行能量再分配；充當(dāng)能源緩沖載體提高能源系統(tǒng)韌性；降低交通運(yùn)輸過程中的碳排放；降低工業(yè)用能領(lǐng)域的碳排放；代替焦炭用于冶金工業(yè)降低碳排放，降低建筑采暖的碳排放。

衣寶廉介紹，氫的制備技術(shù)路線方面，目前主要是要用綠氫，即電解水制氫和副產(chǎn)氫?？稍偕茉措娊馑茪淇梢越鉀Q可再生能源的波動性，特別是季節(jié)性的波動性，解決棄水、棄光、棄風(fēng)的問題?？梢蕴娲陀糜谄嚕梢蕴娲烊粴庥糜谌?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，也可以替代焦炭用于冶金工業(yè)。

我國工業(yè)副產(chǎn)氫大概有近千萬噸，每噸液氨弛放氣約為150-250標(biāo)方，氫含量60%左右，每噸甲醇弛放氣量約780標(biāo)方，氫氣含量70%左右，每噸氯堿弛放氣副產(chǎn)氫200-300方。

中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（簡稱中國氫能聯(lián)盟）在2018年正式成立。中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的白皮書預(yù)計：到2050年，氫能在中國能源體系中占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬噸，年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值將達(dá)到12萬億元，全國的加氫站達(dá)到一萬座以上，交通運(yùn)輸、工業(yè)領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)氫能的普及應(yīng)用，燃料電池車達(dá)到520萬輛/年，固定式發(fā)電裝置每年2萬臺套，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能550臺套/年。6000萬噸氫利用，可減排約7億噸二氧化碳。

衣寶廉介紹，目前有三類電解水制氫技術(shù)，比較成功的是堿水電解，以及質(zhì)量交換膜的純水電解，高溫蒸汽電解正在研發(fā)。

固體氧化物水電解電耗最低，PEM純水電解制氫正在進(jìn)行兆瓦級工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，可再生能源的功率變化適應(yīng)性比較強(qiáng)，所以是現(xiàn)在各國未來的一個主力，目前的主力是電解水與堿水電解，但是對可再生能源變化的適應(yīng)性比較低。

堿性水電解工業(yè)比較成熟，我國有三家電解槽供應(yīng)商，在武漢和蘇州還有天津；固體氧化物水電解正在研發(fā)，主要的特點(diǎn)是效率比較高，但是目前還處在起步階段；質(zhì)子交換膜電解水制氫，是中科院大連化物所和燃料電池所一起研究的主攻方向，其電解反應(yīng)和堿水電解基本上相同。

PEM純水電解制氫，內(nèi)阻比較小，產(chǎn)生的氣體比較純，可以達(dá)到99.999%，SPE電解水對輸入功率變化響應(yīng)比較快，適用于智能電網(wǎng)，可在更寬的部分負(fù)荷范圍工作，安全性比較高；腐蝕性比較低，性能比較穩(wěn)定，現(xiàn)在已經(jīng)有5萬小時的運(yùn)行數(shù)據(jù)，壽命可以達(dá)到8-10年，但仍存在不少難點(diǎn)。

如何解決氫長距離輸送？衣寶廉提出，我國東北、西北和西南可再生能源比較豐富，東北和西北風(fēng)能、太陽能比較豐富，西南水能非常豐富，所可以利用西南、西北、東北豐富的水電與風(fēng)電、太陽能來電解水制氫，把氫輸送天然氣管網(wǎng)，利用天然氣管網(wǎng)把氫和天然氣一起運(yùn)到全國各地。在用氫的地方，可以用天然氣重整來做氫，把氫進(jìn)行凈化以后再用。用天然氣做氫，好處是二氧化碳不用分類、儲存和掩埋，這樣做出來每公斤氫成本，預(yù)計小于40元錢，可以和燃油進(jìn)行競爭。他建議國家盡快攻克用天然氣管網(wǎng)輸送氫氣的問題。


原標(biāo)題： 衣寶廉院士：迎接電解水制氫儲能高潮