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                                                                      <kbd id="z4ojtc14"></kbd><address id="z4ojtc14"><style id="z4ojtc14"></style></address><button id="z4ojtc14"></button>

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                                                                          發佈人:學工組  發佈時間:2019-05-20   瀏覽次數:10

                                                                          原創:王升  中國能源報  2019.5.14

                                                                           

                                                                          近日  ,由國家能源集團牽頭承擔的國家重點研發計劃大規模風/光互補制氫關鍵技術研究及示範項目正式獲得科技部高技術研究發展中心的立項批覆 ,並進入啓動階段 。該項目成果將填補我國兆瓦級大規模風光耦合制--用氫系統運營示範工程空白 。

                                                                           

                                                                          據記者瞭解,來自可再生能源的電力可以制氫,而氫氣又可爲難以通過電氣化實現脫碳的部門提供能源  ,助力實現向低碳社會的轉型。   

                                                                           

                                                                          不過,從目前來看,可再生能源發電制氫仍面臨着經濟性難題  ,如何降低成本,邁向大規模商業化應用,仍值得探索 。

                                                                          (文 | 本報實習記者王升)

                                                                           

                                                                           綠氫成本仍高昂

                                                                               

                                                                          總體上 ,氫能具有燃燒熱值高、環保、利用形式多、可儲能等特點 ,正逐漸被業內關注 。相關數據顯示,單位質量氫的熱值約是煤炭的4倍 ,汽油的3.1倍  ,天然氣的2.6倍 。

                                                                               

                                                                          從分類上看,氫分爲綠氫、藍氫和灰氫 。國際公認綠氫最爲乾淨,即通過來源於風能和太陽能的可再生能源電解水製取,突出特點是不排放碳,但受制於發電成本 ;藍氫較爲乾淨 ,通過煤炭、天然氣等化石燃料製取 ,但需運用CCUS(碳捕捉、利用和封存技術)實現碳中和 ;灰氫主要由煤炭、天然氣、焦爐煤氣、氯鹼尾氣製取,生產過程中排放大量二氧化碳,適用於市場發展初期 。

                                                                               

                                                                          考慮到成本問題,目前綠氫成本與藍氫和灰氫相比差異較大 。據國際權威機構估測,目前來看  ,灰氫價格約1.5歐元/公斤(約合11/公斤) ,藍氫價格略貴於灰氫 ,而綠氫價格高達3.5-5歐元/公斤(約合26.5-38/公斤)。

                                                                               

                                                                          對於上述數據,國家發改委能源研究所研究員劉堅博士表示認可。與煤制氫和天然氣制氫等工藝相比,我國可再生能源制氫產量極低(不足1%)且價格昂貴  ,約38/公斤  。劉堅告訴記者  ,以當前國內煤炭和天然氣常規價格計算 ,氫氣成本在10-15 /公斤 ,但缺點是在生產過程中碳排放較大併產生一定污染。此外 ,目前焦爐煤氣制氫、氯鹼尾氣制氫等裝置已經得到推廣應用,氫氣價格約8-14/公斤 ,具有較高的成本優勢 。

                                                                           

                                                                           如何提升經濟性     

                                                                           

                                                                          當前,可再生能源制氫成本較高 。但從技術上看 ,部分可再生能源制氫技術已經成熟 。

                                                                              

                                                                          據記者瞭解,目前相對成熟的可再生能源制氫技術包括水電解、生物甲烷/沼氣蒸汽重整 ,有待成熟的技術路線包括生物質氣化和熱解、熱化學水分解、光催化、生物質超臨界水氣化 ,以及黑暗發酵和厭氧分解相結合。

                                                                               

                                                                          那麼可再生能源制氫成本爲何如此之高 ?

                                                                               

                                                                          以電解水制氫爲例,經測算 ,水電解制氫成本約30-40/公斤,生產出的氣態氫價格比汽油高65%,液態氫則比汽油高260%以上 。在電解水制氫過程中 ,能耗較高,能源轉換效率待提升 。目前的商用電解槽能耗水平約4.5千瓦時-5.5千瓦時/標方氫氣,能效在72%-82%之間。      

                                                                           

                                                                          接受記者採訪的業內人士一致認爲,最關鍵因素是綠色電力的成本需要進一步下降。在陽光和風力充足的國家,如中東、北非和拉丁美洲,綠色電價已經降至2歐分/千瓦時(約合0.15/千瓦時)。美國能源部前部長朱棣文日前表示 ,綠色電力成本將會進一步下降,達1.3歐分/千瓦時(約合0.1/千瓦時)。

                                                                               

                                                                          從我國現狀來看,新能源發電成本約0.4-0.6/千瓦時 ,用於電解水制氫成本依然偏高。如果利用當前可再生能源棄電制氫,棄電按0.1 /千瓦時計算 ,制氫成本可下降至10 /公斤,這和煤制氫、天然氣制氫的價格相當 。劉堅表示,但目前棄水、棄風、棄光率均呈現下降趨勢,棄電制氫只是過渡。

                                                                               

                                                                          對於綠色電力成本高的問題 ,業內人士表示  ,在風電方面 ,應降低機組成本、風場建設成本和運維成本,提高機組發電性能等 ;對於光伏而言 ,應降低多晶硅片、電池片和組件成本 ,提高高效組件比例等 。

                                                                           

                                                                           以規模化應用倒逼成本下降

                                                                               

                                                                          目前可再生能源制氫的產量極低且成本高昂 ,但從規劃上看 ,前景較爲明朗 。據國際權威機構預測  ,到2030年  ,可再生能源電解水制氫項目的經濟性可達到商業化應用要求。

                                                                               

                                                                          據瞭解 ,去年12月 ,國家發改委和國家能源局聯合印發的《清潔能源消納行動計劃(2018-2020年)》明確提出 ,探索可再生能源富餘電力轉化爲熱能、冷能、氫能,實現可再生能源多途徑就近高效利用 。

                                                                               

                                                                          從國際上看 ,法國、日本等發達國家將發展綠色氫能產業提升到國家能源戰略高度 。例如,到2022年 ,綠氫將在法國工業中的應用比例增至10% ,到2027年進一步增至20%-40%。另外,日本政府要求,到2040年綠氫成本將顯著降低 ;法國能源巨頭Engie集團也定下明確目標,到2030年,綠氫成本將降至灰氫水平。

                                                                               

                                                                          要降低可再生能源制氫的應用成本,關鍵是擴大氫能應用規模,實現批量化生產。寧波曉蘭氫能源高科技有限公司總經理陸旭昊告訴記者 。

                                                                               

                                                                          那麼如何擴大可再生能源制氫的應用規模?國際可再生能源署發佈的《可再生能源發電制氫:能源轉型的技術前景》指出,工業方面 ,目前在若干工業(煉油廠、氨氣、散裝化學品等)中從技術上可以利用可再生能源制氫。在交通運輸部門 ,當燃料電池電動汽車 (FCEV) 使用可再生能源生產的氫氣作爲燃料時,可爲人們提供低碳出行選擇 ,而且提供的駕駛性能(可行駛里程、燃料加註時間)可與傳統車輛相當。另外  ,將氫氣注入天然氣管網,可減少天然氣的消耗。     

                                                                           

                                                                          要實現可再生能源制氫的商業化運營 ,除了在終端擴大應用規模以外 ,也要在上游和中游多下功夫 ,如加強氫氣儲運相關技術研發示範 ,降低可再生能源發電和制氫的裝備製造成本 ,提高可再生能源發電比例,完善電力輔助服務市場機制。劉堅告訴記者。