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国家电投梅武: 在海上风电制氢中,PEM制氢更具优势

近日,国家电投集团氢能公司技术总监梅武发表《世界氢能产业发展现状与趋势》主题演讲。


能源绿色转型和可持续成长是全球共识,随着可再生能源的快速发展,可再生能源的高比例应用成为我国电能输送、配用、消纳的主要场景。

自2020年“双碳”目标确立,氢能产业飞速发展,氢能在能源结构转型中发挥着重要作用,作为能源载体,氢气可以实现大规模储能及能源的转移和清洁利用,从根本上解决可再生能源高比例应用带来的一系列问题。


梅武作为嘉宾分析了新型氢能产业链及其关键技术,并介绍了世界氢能产业发展现状与趋势——

中国是世界上最大的制氢国,2022年产氢量达3781万吨,主要制法有化石燃料制氢(灰氢,CCS蓝氢)、工业副产氢和电解水制氢(绿氢)。新型氢能产业链就是绿氢产业链,包括上游制备、中游储运和下游应用。


在制氢方面,梅武介绍,高电流密度和高温是电解水制氢的主要发展趋势,目前的四种电解水制氢技术中,各自都有发展空间,但PEM电解水发展空间更大,如在海上风电制氢中,PEM制氢更具优势。但总体来看,各电解水技术取长补短,在不同的场景下竞争共存。

在氢储运方面,其技术的要求是安全、高效、低成本,目前氢储运的方法有高压输氢、低温液氢输氢、液态邮寄输氢、甲醇液氨输氢、管道输氢等,其中管道输氢可以根本性解决氢储运问题。

在应用方面,燃料电池在交通和分布式发电领域都有应用。在氢能交通领域,国内目前重心在燃料电池中远途、中重型商用车的示范应用以及飞机、船舶上。但目前国家开始着重推动氢燃料电池乘用车产业发展,其中一个原因就是工业化产业需要大规模的生产来降低成本。

绿氢通过制高附加值的化学原料、氢燃气轮机、氢冶金来实现大规模消纳。在绿氢大规模消纳方面,梅武提出以下问题:1.新场景对传统化工、发电、冶金技术的挑战;2.技术经济型的确立;3.碳排放的分类,包括可回避的和不可回避的,以及碳足迹追溯、碳足迹认证、碳资产管理。

目前氢能产业面临着政策和技术的不确定性、价值链复杂性和基础设施需求的多重挑战。各国根据自己的能源禀赋和产业构造形成了车易化的氢能发展路线,但无论路线如何,目前大多都转绿氢制绿氨、绿色甲醇方向上,以此更好地带动绿氢产业规模化。

在国际大型绿氢项目方面,今年电解水制氢装机量已达5.5GW,是2021年装机量的4倍,在明年后年,船运方面将有过更多绿氢需求。储运方面,日本正打造绿氢全球供应链。在规模化消纳方面,世界上第一艘完全使用“绿色甲醇”燃料的集装箱船已开启首航。

在中国,自2022年国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,明确了氢的能源属性后,国内氢能产业发展提速。我国开始着手氢能基础建设,如氢管网建设、西气东运、东水西调等。此外绿氢项目放量高增,近两年已立项的绿氢项目合计约达到270万吨,电解水制氢装备市场激增,2023年1-10月绿氢项目电解槽招标量达到1.3GW。但现阶段在技术及经济方面依然存在问题,需要各研究院所、政府分担风险,解决问题。

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