近日，質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫設(shè)備生產(chǎn)基地投產(chǎn)，首臺(tái)本地化產(chǎn)品HyLYZER -1000上線。該基地是目前國內(nèi)首批投入使用的吉瓦級(jí)PEM電解水制氫裝備工廠，這是康明斯恩澤(廣東)氫能源科技有限公司(以下簡稱“康明斯恩澤”)建設(shè)的項(xiàng)目。隨著電解水制氫設(shè)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(gòu)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)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》，首次將氫能定位為未來國家能源體系的重要組成部分、用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(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)長于彤指出，氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，其開發(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(qiáng)、技術(shù)裝備水平不高、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)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)水平影響著氫能大規(guī)模推廣與普及。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國氫氣產(chǎn)能約為4100萬噸，主要集中在西北、華北和華東地區(qū);氫氣產(chǎn)量約為3300萬噸，其中煤制氫產(chǎn)量約為2100萬噸，天然氣制氫產(chǎn)量約為450萬噸，工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量約為700萬噸，電解水制氫產(chǎn)量約為50萬噸，電解水制氫產(chǎn)量僅占總產(chǎn)量的1.5%。從產(chǎn)能結(jié)構(gòu)可以看出，化石能源制氫仍是我國目前的主要?dú)湓矗瑥纳a(chǎn)源頭看并不“清潔”，氫能轉(zhuǎn)型的目標(biāo)是采用可再生能源發(fā)電，再通過電解水制取綠氫進(jìn)行替代。
電解技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模擴(kuò)大將降低綠氫成本。當(dāng)前電解技術(shù)發(fā)展迅速，但需要擴(kuò)大制造規(guī)模以滿足政府和行業(yè)的目標(biāo)。電解槽制造商面臨的壓力是進(jìn)一步開發(fā)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，以進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用，并提高制造能力。
從去年國內(nèi)數(shù)據(jù)來看，電解水制氫交付項(xiàng)目中98%為堿性技術(shù)，PEM技術(shù)僅占2%。但從國際來看，目前海外大型項(xiàng)目中PEM技術(shù)占比達(dá)55%至60%。與堿性技術(shù)相比，PEM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可體現(xiàn)在五個(gè)方面：一是無污染，沒有具腐蝕性和毒性的電解液;二是占地少，所需面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于堿性技術(shù);三是能耗低，相較堿性技術(shù)節(jié)省約10%電耗;四是與可再生能源匹配性更好，適應(yīng)電源間歇性、波動(dòng)性的特點(diǎn)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、操作范圍寬;五是運(yùn)維成本低。
長春綠動(dòng)氫能科技有限公司副總經(jīng)理才宇表示，當(dāng)前電解水制氫項(xiàng)目大多處于示范階段，堿性設(shè)備應(yīng)用更普遍、設(shè)備價(jià)格相對(duì)更低，示范階段更傾向于主要使用堿性設(shè)備。在以綠氫為核心的綠電轉(zhuǎn)化項(xiàng)目中，PEM設(shè)備更加適應(yīng)電源的波動(dòng)性和間歇性，隨著PEM技術(shù)的突破和成本的降低，PEM制氫設(shè)備的應(yīng)用將呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。
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(shè)立康明斯恩澤，旨在通過領(lǐng)先的PEM電解水制氫技術(shù)在中國的本地化產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和銷售，推進(jìn)綠色制氫解決方案的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用。其PEM裝備零部件可實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化，從而大幅度降低產(chǎn)品制造成本并實(shí)現(xiàn)快速交付，推動(dòng)綠氫制造設(shè)備的規(guī)模化生產(chǎn)。
康明斯恩澤綠氫設(shè)備制造基地的投產(chǎn)，對(duì)于推廣創(chuàng)新的質(zhì)子交換膜電解槽系統(tǒng)是一次重要飛躍。“合資公司補(bǔ)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(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程與降本節(jié)奏。”中國石化集團(tuán)資本有限公司黨委副書記鄧群偉說。
康明斯全球副總裁、康明斯中國董事長石內(nèi)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(guī)模應(yīng)用的步伐，康明斯將持續(xù)投資并發(fā)展領(lǐng)先的綠氫技術(shù)與本地制造能力。”
經(jīng)過一年多的發(fā)展，康明斯恩澤已順利部署多套電解水制氫設(shè)備，包括中國三峽集團(tuán)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”項(xiàng)目、中國石化中原油田可再生電力電解水制氫示范項(xiàng)目。其中，中石化中原油田項(xiàng)目已進(jìn)入試運(yùn)行，年產(chǎn)能近400噸，綠氫純度達(dá)99.9995%，每天產(chǎn)出的氫氣可供106輛公交車全天行駛，目標(biāo)是年減排二氧化碳2200噸。
從實(shí)際情況來看，僅靠設(shè)備端降本還不足以讓綠氫具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。以燃料電池汽車為例，加氫費(fèi)用只有降到每公斤30元以下才能與燃油車競(jìng)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(zhàn)還是成本，其中七成來自于電價(jià)。”康明斯新能源動(dòng)力事業(yè)部中國區(qū)總經(jīng)理景帥表示，行業(yè)降本需要國家出臺(tái)更多綠氫支持政策，在電價(jià)、供電方面給予相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)支持，給綠氫一定補(bǔ)貼，這樣，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上的環(huán)節(jié)才能把產(chǎn)品打磨得更好，成本降得更低。(中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)-經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào) 記者 王軼辰)
作者：王軼辰
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