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为什么要用光伏发电,用电制取氢气,再用氢气发电?

2023-02-172400

2 月 4 日,内蒙古阿拉善能源 60 万千瓦风光制氢一体化项目正式签约,总投资 40.77 亿元。将建设 40 万千瓦风力、20 万千瓦光伏及配套绿电制氢设施,年发电量 14.8 亿度,年供氢能力为 2.08 万吨。


而中石化之前投产的全球最大绿氢项目——新疆库车光伏制氢项目最快可在年底前产氢,制氢规模可达2万吨每年,成本大概是大概是每公斤氢气18元。


很多人都不解,为什么要用太阳能发电,再用电制氢,制氢之后产生的氢气,再到氢燃料汽车上用来发电驱动车辆,这里面能量都转化了多少道了?为什么不直接用太阳能发电,用电驱动车辆呢?


如果你问出这个问题,我猜你肯定不理解,为什么水库要在用电低谷期,用电把下游的水抽到上游去,白天再去发电。最大的原因就是,电能不好储存,而把下游的水抽到上游去,就相当于抽水蓄能,把电能用这样的方式储存起来。


而光伏发电也是同理,电能是很难存储的,建立储能站需要用到大量的电池,成本巨大,电网在低谷期用不完的电量,只能白白浪费,因此,把电能转化为氢气可以将能量储存下来的,比如说新疆库车光伏制氢项目,20%的电量并网,80%的电量用来制氢。

很多人说氢气也不好储存啊,氢气液化需要低温加压,的确是这样,但是相比建立储能站巨大的成本投入,氢气的储存相对来说成本还是要低一点。


除了储能的考虑之外,第二个原因就是,光伏发出的电能不稳定,具有随机性、波动性、阶段性供电等问题,也就是俗称的“看天收”,天气好,日照强,发出的电能就多一点,一朵乌云都可能影响光伏发电项目的功率,因此,这么大功率的光伏发电直接并网,会加重电网调节负担、严重的会造成电网失稳。因此,只并网20%,剩下80%用来制氢,可以降低电网的调节负担。


电解水制氢,具有绿色环保、生产灵活、纯度高(通常在99.7%以上)以及副产高价值氧气等特点。


之前直接用电网的电制氢,成本太高,电解水制氢的单位能耗约在4-5千瓦时/立方氢,电价占到总成本的70%以上,制氢成本大约为30-40元/公斤。但是使用光伏制氢,可以大幅度降低成本,中石化的项目制氢成本在18元每千克,未来还有希望进一步降低,中国科学院院士李灿表示,如果可再生电力价格降到2毛钱一度电,直流电耗达到4.3kwh/Nm3,就可做到一块钱一方氢,届时,氢气的价格将会降低到11元每千克左右。


2022 年 3 月,国家发展改革委、国家能源局联合研究制定的《氢能产业发展中长期规划(2021 — 2035 年)》对外发布,从国家层面确定了氢能的战略地位,在能源结构力求转型的当下,我们无疑是站在了一个充满变革的十字路口。氢能的发展虽然不会一蹴而就,甚至会困难重重,但是随着政策端持续加码,以及产业链上中下游各环节不断地技术突破、降本提效,氢能赛道必将迸发出无限的可能。


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