制氢作为氢能产业链的最上游环节,也是氢能领域必争的“挑战”。
中国已成为世界上最大的制氢国。2021年,我国制氢产量约3300万吨,同比增长32%。但我国主要由化石原料(煤制氢、天然气重组等)和工业副产氢制氢,占97%;电解水制氢仅占3%,制氢规模小。
随着我国氢能产业的加速发展,绿氢在降碳中的作用备受关注。中国氢能产业发展中长期规划提出,到2025年,可再生能源氢能年产量达到10-20万吨。
与此同时,近年来国内外多个大型绿氢项目已经开工建设。苏州西倍优氢能科技有限公司(以下简称“西倍优氢能”)总经理李留罐认为,未来大规模生产绿氢必然是大势所趋。
目前通过电解水制氢技术研究主要内容包括一些碱性电解水、质子交换膜(PEM)电解水和固体金属氧化物电解水三类。
三大技术各有优缺点
碱水电解制氢是目前中国最成熟的制氢技术。它在成本、使用寿命、精度和可靠性等方面具有明显的优势,但与可再生能源相结合,实现高效、稳定运行的脉动功率输入的能力较弱。
PEM制氢体积小,响应速度快,更环保,但成本管理相对具有较高,其关键核心部件和贵金属应用方面存在一些不足。
固体氧化物制氢适用于特定场合,例如核电厂,包括钢铁厂余热制氢,以及有效利用蒸汽进一步提高制氢经济性。这也是一种非常节能的制氢方式,但需要解决使用寿命问题。
目前,电解水制氢受到多家可再生资源能源技术企业、跨国公司能源巨头的高度重视和持续提高投资。