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电解水制氢如何打破“灰氢垄断”

2023-06-282490

万事开头难!在实施“双碳”战略目标的过程中,氢能已经成为能源脱碳的重要推动力之一,但制氢成本仍然是限制其发展的关键因素。

目前世界上最广泛使用的制氢方法是利用化石燃料进行制氢。虽然这种方法成本较低、规模较大、技术较为成熟,但是会造成大量二氧化碳的排放,与实现碳中和的目标不符。

电解水制氢与之不同,是指通过电流作用在水溶液或熔融盐中,使得水分子在阳极和阴极发生氧化还原反应,从而生成氢气和氧气的过程。

就未来发展而言,相较而言,电解水制氢不会产生二氧化碳排放,更符合实现“碳中和”的目标,因此成为了主要的发展方向是理所当然的。

马小龙先生,山西鹏飞集团有限公司总裁助理兼氢能事业部总经理,曾经提到:“在北京、上海、广州和佛山等地,氢气主要通过水电解制氢来供应,并且需要运输的距离较远,因此加氢站的售价通常都在65元以上。”

因此,目前电解水制氢的最大难题是其成本远远高于其他制氢方法。

所以,降低成本是关键!

制造氢气所需的电解水的成本主要由两个因素决定,即电力成本和设备成本。

首先,就电力成本而言,我国生产氢气所用的电力平均价格大约是0.6元/度,而电解槽效率通常在60%~80%之间,这意味着每公斤氢气的电力成本大约在15~20元之间。

降低电价可以通过两种途径实现:利用可再生能源和提高设备利用率。目前,我国工业用电价格约为0.4元/千瓦时,而光伏发电和风力发电的成本分别约为0.59元/千瓦时和0.37元/千瓦时,这些成本还有一定下降的空间。另外,通过不断研发技术,可提高可再生能源的稳定性和利用率,而通过提高设备利用率,可以降低固定成本,从而增加制氢量。

其次,设备成本主要取决于电解槽的类型和规模。不同类型的电解槽,例如碱性电解槽和质子交换膜电解槽,在制氢成本中所占的比例是不同的,一般在10%~40%之间。为了降低成本,可以从材料和转化效率入手进行设备的改进。通过技术创新,自主研发核心替代材料,提高电解槽的转化效率,降低单位氢气的耗电量和设备容量,从而实现成本降低和效益提高。

当然,除了上述因素之外,电解水制氢的发展还面临着其他一些挑战。为了应对这些挑战,氢启未来网认为,政府和企业需要增加投资和研发力度,促进产业技术创新和发展。

在漫长的道路上,会遇到许多阻碍。但相信随着可再生能源发电成本的降低、制氢项目的规模化发展、电解槽技术的进步以及政策的支持,通过电解水制氢将逐步变得更加经济高效。


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