在“碳中和”的目標牽引下，清潔能源代替化石能源的大潮已全面開啟。氫能作為熱值最高、污染與溫室氣體排放最低的清潔能源，被認為是實現碳中和目標的重要途徑。

目前國內制氫路線主要有化石能源制氫(包括煤制氫、天然氣制氫等)、工業副產氫、電解水制氫。其中電解水制氫因為屬于綠氫技術路線，無污染、無溫室氣體排出，被認為是未來理想的制氫方式。

但在我國現階段氫氣制備方法中，90%的氫氣來自化石能源制氫、工業副產氫等灰氫或藍氫，電解水制氫規模不足1%，市場仍處于起步階段。

隨著綠氫發展呼聲高漲，電解水制氫正迎來新一輪發展機遇，原有氫氣消費與生產結構有望很快發生改變。高工產研氫電研究所(GGII)統計顯示，2020年中國新投資制氫項目約23個。其中，電解水制氫項目7個，占比30%。

電解水制氫是未來主流制氫技術?

電解水制氫之所以近年來備受歡迎，一方面是能夠實現“零碳排放”，獲得真正潔凈的“綠氫”;另一方面還能夠將間歇、不穩定的可再生能源(風能、光伏、核能等)轉化儲存為化學能，促進新能源電力的消化，由此帶來較大的生態環境效益和經濟效益。電解水制氫相較于其他制氫方法，氣體純度也相對較高。

多重優勢下，電解水制氫項目逐年增多。經過GGII對我國電解水制氫規模的預測分析，在“碳中和”目標下，電解水制氫將是未來主流制氫技術。

中國電解水制氫規模及預測(MW)

 

數據來源：高工產研氫電研究所(GGII)，2021年4月

從成本來看，目前在工業電價與設備折舊水平下，水電解制氫成本約合3.5元/標方，遠高于煤制氫、天然氣制氫、副產氫提純等的成本。這是當前電解水制氫發展面臨的最關鍵問題。

不過，隨著電解水制氫規模增加，這一制氫路線成本有望快速下降已成為一種共識。中國投資協會能源投資專委會專家主席石定寰指出：“由于持續的技術創新和進步，我國可再生能源產業近年來得到大力發展，太陽能、風電都已實現平價上網，比脫硫煤電的價格還低。”換言之，未來隨著可再生能源電價的持續下降，用其電解水制氫的經濟性問題將迎刃而解。

PEM制氫異軍突起

現階段國內電解水制氫有堿性制氫(AWE)、PEM制氫和SOEC制氫三大技術路線，由于成本、成熟度與產業鏈配套等多因素決定，AWE是目前的主流。

我國AWE裝置的總安裝總量為1500~2000套，國產設備的最大產氫量為1000Nm3/h。國內代表性企業有中國船舶集團有限公司第七一八研究所、蘇州競立制氫設備有限公司、天津市大陸制氫設備有限公司等，代表性的制氫工程是寶豐能源在寧夏寧東能源化工基地投建的“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”，項目現已正式投運。

不過，由于PEM電解槽運行更加靈活、更適合可再生能源的波動性，在原有市場格局短時間難以改變的情形下，大部分新進者選擇了PEM制氫技術。在這部分力量推動下，我國PEM電解水制氫技術正在經歷從實驗室研發向市場化、規模化應用的階段變化，逐步開展示范工程建設，如國網安徽省電力有限公司的兆瓦級氫能示范工程將于2021年年底建成投產。

成本層面， GGII已有數據顯示，當前以堿性制氫最具經濟性，但到2050年，PEM制氫有望與堿性制氫成本持平，整體使用成本下降60%~80%。

2020-2030年電解水制氫技術成本趨勢展望(元/標方)

 

數據來源：IRENA，高工產研氫電研究所(GGII)，2021年4月

整體上，隨著我國風、光、水等可再生能源快速發展，以及包括PEM制氫技術異軍突起，電解水制氫技術與應用有望很快進入穩步上升期。

眾企業加速卡位電解水制氫

電解水制氫成為發展新風口，引來眾多企業陸續卡位布局。

光伏領域中，隆基股份、晶科能源、億利集團、寶豐能源、天合光能、協鑫集團等企業紛紛宣布入局光伏制氫。其中隆基股份表示，早在2018年公司就開始關注和布局可再生能源電解制氫，選擇氫能源產業，是隆基股份突破光伏產業鏈天花板的期望所在，也是支撐其市值的重要手段。

寶豐能源在寧夏寧東能源化工基地投建了“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”，該項目包括20萬千瓦光伏發電裝置和產能為每小時2萬標方的電解水制氫裝置，是全球單廠規模最大、單臺產能最大的電解水制氫項目。

上海電氣電站集團今年與大連化學物理研究所正式簽訂“兆瓦級模塊化高效PEM電解水制氫裝備及系統開發”項目合作協議;同時，PEM電解水制氫技術研發中心也揭牌成立，此舉標志上海電氣在電解水制氫上邁出了堅實的一步。

中國華能集團也正積極創新發展電解水制氫。今年，華能四川分公司與成都彭州政府簽訂投資協議。根據協議，華能將在成都市新材料產業功能區建設2600標準立方米每小時水電解制氫站、高密度儲氫設備和充氫站、華能四川綠氫技術創新研究院、氫能產業鏈技術綜合示范基地，計劃于2021年建成。

其他公司，如中石油、中石化、國電投等央企亦紛紛提前布局電解水制氫市場。中石油旗下勘探開發研究院今年已經設立了電解水制氫關鍵材料開發及規模化技術項目;中石化旗下中石化資本已與康明斯等公司簽署合作意向書，共同推進電解水制氫技術的開發及推廣。

政策方面，內蒙古烏蘭察布市發布了《關于推進氫能產業發展的實施意見》，明確提出，依托該市風電、光伏基地項目，發展規模化可再生能源制氫產業，重點攻克MW級風電PEM電解水制氫技術;河北省發布《河北省國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》，提出重點建設百萬千瓦風電基地，構建綠色清潔能源生產供應體系等。

隨著電解水制氫實踐數量和體量的快速增長，各股勢力的發展熱情正在升溫。

免責聲明：本網轉載自其它媒體的文章及圖片，目的在于弘揚石化精神，傳遞更多石化信息，宣傳國家石化產業政策，展示國家石化產業形象，參與國際石化產業輿論競爭，提高國際石化產業話語權，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，在此我們謹向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認為本站文章及圖片侵犯了您的版權，請與我們聯系，我們將第一時間刪除。