近日,質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫設備生產(chǎn)基地投產(chǎn),首臺本地化產(chǎn)品HyLYZER -1000上線(xiàn)。該基地是目前國內首批投入使用的吉瓦級PEM電解水制氫裝備工廠(chǎng),這是康明斯恩澤(廣東)氫能源科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“康明斯恩澤”)建設的項目。隨著(zhù)電解水制氫設備國產(chǎn)化進(jìn)程提速,綠氫制備成本有望進(jìn)一步降低。
在能源產(chǎn)業(yè)加速變革、新型能源體系加速構建的背景下,氫能產(chǎn)業(yè)作為一種新興業(yè)態(tài),其創(chuàng )新與發(fā)展備受關(guān)注。2022年3月份,國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》,首次將氫能定位為未來(lái)國家能源體系的重要組成部分、用能終端實(shí)現綠色低碳轉型的重要載體、戰略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì )會(huì )長(cháng)于彤指出,氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的二次能源,其開(kāi)發(fā)與利用已經(jīng)成為新一輪世界能源變革的重要方向。目前,我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期,相較于國際先進(jìn)水平,仍存在產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新能力不強、技術(shù)裝備水平不高、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎性制度滯后、產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)和發(fā)展路徑尚需進(jìn)一步探索等問(wèn)題。
制氫是氫能產(chǎn)業(yè)上游的關(guān)鍵一環(huán),其技術(shù)水平影響著(zhù)氫能大規模推廣與普及。數據顯示,2021年我國氫氣產(chǎn)能約為4100萬(wàn)噸,主要集中在西北、華北和華東地區;氫氣產(chǎn)量約為3300萬(wàn)噸,其中煤制氫產(chǎn)量約為2100萬(wàn)噸,天然氣制氫產(chǎn)量約為450萬(wàn)噸,工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量約為700萬(wàn)噸,電解水制氫產(chǎn)量約為50萬(wàn)噸,電解水制氫產(chǎn)量?jì)H占總產(chǎn)量的1.5%。從產(chǎn)能結構可以看出,化石能源制氫仍是我國目前的主要氫源,從生產(chǎn)源頭看并不“清潔”,氫能轉型的目標是采用可再生能源發(fā)電,再通過(guò)電解水制取綠氫進(jìn)行替代。
電解技術(shù)進(jìn)步和規模擴大將降低綠氫成本。當前電解技術(shù)發(fā)展迅速,但需要擴大制造規模以滿(mǎn)足政府和行業(yè)的目標。電解槽制造商面臨的壓力是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)技術(shù)和標準化系統,以進(jìn)行大規模應用,并提高制造能力。
從去年國內數據來(lái)看,電解水制氫交付項目中98%為堿性技術(shù),PEM技術(shù)僅占2%。但從國際來(lái)看,目前海外大型項目中PEM技術(shù)占比達55%至60%。與堿性技術(shù)相比,PEM技術(shù)的優(yōu)勢可體現在五個(gè)方面:一是無(wú)污染,沒(méi)有具腐蝕性和毒性的電解液;二是占地少,所需面積遠遠小于堿性技術(shù);三是能耗低,相較堿性技術(shù)節省約10%電耗;四是與可再生能源匹配性更好,適應電源間歇性、波動(dòng)性的特點(diǎn),動(dòng)態(tài)響應快、操作范圍寬;五是運維成本低。
長(cháng)春綠動(dòng)氫能科技有限公司副總經(jīng)理才宇表示,當前電解水制氫項目大多處于示范階段,堿性設備應用更普遍、設備價(jià)格相對更低,示范階段更傾向于主要使用堿性設備。在以綠氫為核心的綠電轉化項目中,PEM設備更加適應電源的波動(dòng)性和間歇性,隨著(zhù)PEM技術(shù)的突破和成本的降低,PEM制氫設備的應用將呈現逐年上升趨勢。
2021年底,中石化旗下恩澤基金與康明斯按50∶50比例共同出資設立康明斯恩澤,旨在通過(guò)領(lǐng)先的PEM電解水制氫技術(shù)在中國的本地化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售,推進(jìn)綠色制氫解決方案的發(fā)展和大規模應用。其PEM裝備零部件可實(shí)現100%國產(chǎn)化,從而大幅度降低產(chǎn)品制造成本并實(shí)現快速交付,推動(dòng)綠氫制造設備的規?;a(chǎn)。
康明斯恩澤綠氫設備制造基地的投產(chǎn),對于推廣創(chuàng )新的質(zhì)子交換膜電解槽系統是一次重要飛躍?!昂腺Y公司補足了中國氫能產(chǎn)業(yè)鏈最上游制氫板塊的短板,加快了先進(jìn)成熟的PEM電解水制氫技術(shù)國產(chǎn)化的步伐。期待合資公司能加快推進(jìn)制氫設備國產(chǎn)化進(jìn)程與降本節奏?!敝袊瘓F資本有限公司黨委副書(shū)記鄧群偉說(shuō)。
康明斯全球副總裁、康明斯中國董事長(cháng)石內森表示:“中國是康明斯最重要的市場(chǎng),也必將引領(lǐng)全球綠氫大規模應用的步伐,康明斯將持續投資并發(fā)展領(lǐng)先的綠氫技術(shù)與本地制造能力?!?/p>
經(jīng)過(guò)一年多的發(fā)展,康明斯恩澤已順利部署多套電解水制氫設備,包括中國三峽集團“源網(wǎng)荷儲一體化”項目、中國石化中原油田可再生電力電解水制氫示范項目。其中,中石化中原油田項目已進(jìn)入試運行,年產(chǎn)能近400噸,綠氫純度達99.9995%,每天產(chǎn)出的氫氣可供106輛公交車(chē)全天行駛,目標是年減排二氧化碳2200噸。
從實(shí)際情況來(lái)看,僅靠設備端降本還不足以讓綠氫具備較強的經(jīng)濟性。以燃料電池汽車(chē)為例,加氫費用只有降到每公斤30元以下才能與燃油車(chē)競爭。但如果拿不到特殊電價(jià),終端的制氫加氫一體站制氫成本將接近每公斤50元。
“綠氫最大的挑戰還是成本,其中七成來(lái)自于電價(jià)?!笨得魉剐履茉磩?dòng)力事業(yè)部中國區總經(jīng)理景帥表示,行業(yè)降本需要國家出臺更多綠氫支持政策,在電價(jià)、供電方面給予相應的產(chǎn)業(yè)支持,給綠氫一定補貼,這樣,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上的環(huán)節才能把產(chǎn)品打磨得更好,成本降得更低。(記者 王軼辰)
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