隨著發(fā)電成本的降低、制氫設(shè)備制造成本的下降、技術(shù)水平的提高，可再生能源電解水生產(chǎn)“綠氫”的成本將逐漸降低，并形成足夠的市場競爭力，非并網(wǎng)可再生能源電解制氫將是重要的技術(shù)方向之一。
當(dāng)前氫能開發(fā)與利用被視為新一輪世界能源技術(shù)變革的重要方向，而“綠氫”是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇，但目前受困于高成本等因素制約，行業(yè)整體還處于早期啟蒙階段，未能實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。隨著風(fēng)電、光伏開發(fā)利用規(guī)模的增大，度電成本預(yù)期保持降低趨勢，電解制氫的成本存在進(jìn)一步下降的空間。
與此同時，電解制氫投資成本也將隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大和電解槽國產(chǎn)化加速下降。IEA預(yù)測，到2030年堿性電解水制氫的投資成本將由目前的500USD/kW~1400 USD/kW降低至400 USD/kW~850 USD/kW，降低幅度達(dá)到20%~40%，到2050年降低幅度達(dá)到50%~60%，同時PEM電解水制氫投資成本到2050年將會降低至與堿性電解水制氫接近。我國在堿性電解水制氫領(lǐng)域有技術(shù)優(yōu)勢和制造成本優(yōu)勢，相關(guān)項目將率先達(dá)到目標(biāo)的成本區(qū)間。
在可再生能源電解制氫技術(shù)方面，非并網(wǎng)可再生能源電解制氫是重要的技術(shù)方向，將制氫系統(tǒng)直接接入風(fēng)電場、光伏電站，能夠通過調(diào)節(jié)負(fù)荷消納可再生能源波動，實現(xiàn)非并網(wǎng)風(fēng)電制氫，并實現(xiàn)更為穩(wěn)定的電能輸出。制氫系統(tǒng)可實現(xiàn)在30%~105%負(fù)荷區(qū)間內(nèi)消納波動性風(fēng)電；同時，通過熱停車短時間保持待機(jī)狀態(tài)，為應(yīng)對間歇性提供了潛在解決方案。
非并網(wǎng)風(fēng)電直接電解制氫模式下，制氫設(shè)備、控制系統(tǒng)、多環(huán)節(jié)耦合等方面的技術(shù)問題尚待探索解決，例如，動態(tài)運(yùn)行對氫氣品質(zhì)會產(chǎn)生一定影響，負(fù)荷波動影響制氫系統(tǒng)溫度和能耗。未來，應(yīng)進(jìn)一步提升電解槽部件性能，優(yōu)化壓力、液位控制、拓寬制氫系統(tǒng)波動區(qū)間，通過關(guān)鍵設(shè)備和材料開發(fā)、強(qiáng)化系統(tǒng)智能控制策略可以實現(xiàn)節(jié)能降耗。
2019年10月，華能清能院已在華能洮北風(fēng)電場建立了50m3/h集成式堿性水電解制氫系統(tǒng)，這是目前國內(nèi)已投運(yùn)的制氫功率最大的風(fēng)電制氫示范項目，在升壓、入網(wǎng)前，利用波動、間歇性風(fēng)電完成超過5個月可再生能源動態(tài)電解制氫示范。
未來，華能集團(tuán)將依據(jù)各地的產(chǎn)業(yè)特點，開展差異化的氫能項目開發(fā)，圍繞大規(guī)模可再生能源基地建設(shè)，將氫能技術(shù)與“風(fēng)光煤電輸用”“源網(wǎng)荷儲”一體化大型清潔能源項目有機(jī)結(jié)合，因地制宜地開發(fā)和利用氫能。華能集團(tuán)還將利用“氫能+CCUS”等技術(shù)手段，在鋼鐵、水泥、煤化工等領(lǐng)域打造先進(jìn)的低碳循環(huán)工業(yè)體系，加快能源消費(fèi)領(lǐng)域電氣化進(jìn)程，助力實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和。
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