氢制备技术(绿氢大规模制备技术有哪些)

下面是好好范文网小编收集整理的氢制备技术(绿氢大规模制备技术有哪些)，仅供参考，欢迎大家阅读！

绿氢制取主要依赖光伏和风能等可再生电力，这些电能的特点是不稳定，这对使用碱性电解槽制氢是个巨大的挑战，尽管PEM可以很好适应波动的电能，但目前依然面临成本较高的问题，如何进一步降低系统成本成为绿氢发展的关键。

1、绿氢是智慧能源。绿氢是通过下载风电、光伏等可再生能源，通过电解水制取。在所有人工制氢途径中，电解水制氢可以有效消纳风电、光伏发电等不稳定电力，以及其他富余(如核电)波谷电力，因而将贯穿于氢能发展的全过程，是建设“氢能社会”用氢的最主要来源之一。随着电解水制氢技术的不断发展和成本的逐渐降低，电解水制氢将能逐渐满足商业化的要求，实现分布式制氢。未来，既可以集中大规模制氢、区域供氢，也可以提供小型模块化电解水制氢装置，满足不同应用场景，并且实现“氢电交互”，构建“分布式智慧能源系统”，担负“季节性调峰发电”等重任，实现氢电能源智慧互联，在工业领域“氢、电利用”中发挥作用。

2、绿氢是低碳工业的主力。化工行业当中，氢气主要用于合成或提质工艺，传统技术是石脑油制氢和天然气制氢，是灰氢，都有碳排放;钢铁工业中，目前71%的钢铁产量是基于传统高炉，在高炉所采用的“长流程”生产方式中，都是添加焦炭作为铁矿石还原剂，其中用作还原剂的氢也是灰氢，生产每吨钢铁的碳排放强度超过2吨。上述例子充分说明工业领域在实现“双碳目标”的进程中，必须进行用氢技术改造，以绿氢代替灰氢，担当减碳的重任。工业领域的减碳面临着巨大压力。但这同时也孕育着新一轮机遇。在“十四五”乃至更长一段时间内，绿氢将会在我国工业领域减碳进程中扮演重要角色。是实现“双碳目标”的关键。

制约绿氢进入工业领域的瓶颈

1、绿氢成本偏高。现有技术条件下，绿氢的制取成本高企不下，缺乏经济性，如果不考虑“绿色贸易壁垒”以及“碳税”这些政策性的硬性约束，用户更愿意选择低成本的制氢路线。工业领域的绿氢替代在技术上可行只是一方面，在经济上可行才是氢能大规模利用的先决条件。在制氢路径中，灰氢目前成本优势明显，随着双碳目标的日益严控，未来可再生能源电解水制氢将是实现绿氢的最好途径。

2、要素壁垒明显。影响绿色制取成本有两大核心要素，一是目前可用于绿氢制取的可再生电及核电等电价高;二是绿氢制取关键设备电解槽投资较大—功率(1KW)成本一万元以上。

3、储运难度较大。现阶段，国内主要采用高压气态氢储运方式(重量储氢密度1~5.8wt%)，少量液氢储运(重量储氢密度5-14wt%)、金属固态储氢(重量储氢密度1.4～3.6wt%)等方式，储存困难且储存能力较低，经济半径受限，形成大规模储存难、运输难的局面，国内氢储运技术的能效、安全问题有待完善解决。这些问题都是制约绿氢进入工业领域的瓶颈。

“规模化”是破解瓶颈的“密钥”

1、绿氢制取规模化。可再生能源发电制氢是新能源革命的重要手段，是能源转型的需求,是摆脱传统化石能源依赖的趋势选择。工信部下发的《“十四五”工业绿色发展规划》指出加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元化发展，对氢能的工业化应用给出了政策指导。

据德国研究，100MW碱性电解槽比5MW同类电解槽成本降低50%。目前国内产能最大碱性电解槽是苏州竞立的1300立/小时新型电解槽，功率5MW。由此可见电解槽成本下降空间很大，要点就在于绿氢制取规模化，推动电解槽功率上规模，带动制造成本下降，当然其中要突破大规模电解槽结构性的技术问题，会产生很多自主知识产权，带动科技进步，这是绿氢规模化应用的必然过程和结果。

2、工业应用规模化。目前全球碳排放的45%来自钢铁、水泥等高耗能产业，其中高耗能碳排放的45%来自于工业原料的使用，比如钢铁冶炼用来做还原剂的焦炭，吨钢碳排放比为1：2。在我国实现碳中和过程中，尤其是工业领域，绿氢是实现减排的“攻坚利器”。工业领域减排是减排的硬骨头，工业领域应用绿氢减排短期内更是面临着经济性的挑战，通过规模化应用，可以找到打破工业化应用的“痛点”的办法，带动技术创新，大幅降低用氢成本，为规模化绿氢制取提供广阔的应用市场，反过来规模化绿氢制取带来的成本下降又能够促进工业化应用的积极性，实现双赢。