- 綠氫滲透率有望提升 PEM制氫大有可為
- 2023年08月23日 來源：中國證券報
提要：從制氫技術路徑上看，我國堿性電解水制氫技術(ALK)和產品發展成熟，特別是在成本上擁有優勢，而跨國企業在質子交換膜制氫技術(PEM)路線上領先。兩種技術如何選擇，抑或是合流發展？
8月22日，中國證券報記者在2023全球綠氫產業大會現場看到，整個會場座無虛席，來自產業界和學術界的行業大咖齊聚一堂。
通過各位嘉賓的演講總結，記者深刻感受到，以煤制氫以及天然氣制氫為主的氫氣制備方式正在發生變革，即利用風能、太陽能等可再生能源發電，再電解水制氫的“綠氫”占比有望逐步提升。
從制氫技術路徑上看，我國堿性電解水制氫技術(ALK)和產品發展成熟，特別是在成本上擁有優勢，而跨國企業在質子交換膜制氫技術(PEM)路線上領先。兩種技術如何選擇，抑或是合流發展？對此，華北電力大學氫能技術創新中心主任劉建國認為，現階段我國以ALK技術為主流，但基于響應速度快，可調范圍廣等優勢日漸明顯，PEM制氫技術未來將大有可為。
2050年綠氫滲透率將達70%
按照生產來源，世界能源理事會將氫氣分為灰氫、藍氫和綠氫三類。
灰氫指由天然氣、煤等化石燃料生產的氫氣，制取過程成本最低，但碳排放量高，在化工行業應用普遍；藍氫是灰氫的“升級版”，在氫氣生產環節配合碳捕捉和封存技術，能夠減少大量碳排放，成本相應更高；綠氫則是利用風能、太陽能等可再生能源發電，再電解水生產氫氣，成本最高。
事實上，氫是一種真正的清潔能源，其燃燒產物是水，尤為重要的是不會產生任何污染物。
中國氫能聯盟理事長劉國躍此前撰文表示，綠氫在碳減排方面優勢顯著，是推動交通、化工、鋼鐵等碳減排難度較大行業脫碳的重要解決方案。
“截至2022年，我國氫氣產量約3300萬噸，綠氫滲透率尚處于較低水平，但未來存在較大提升空間。”中集安瑞科戰略營銷部副總監季浩華在會上表示，根據中國氫能聯盟統計預測，到2030年我國綠氫占比將達到15%，2050年將大幅提升至70%。
光大證券研報顯示，2020年，我國綠氫滲透率約2%。目前，我國氫氣主要來源是煤制氫和天然氣制氫，其中前者占比超過六成。
“與此同時，2050年我國氫氣總需求量有望接近6000萬噸，在中國終端能源體系中的比重至少達到10%。”季浩華進一步表示，這意味著可減排7億噸二氧化碳，產業鏈年產值約12萬億元。
中石化石油化工科學研究院有限公司首席專家榮俊峰表示，可再生能源制氫是實現工業碳中和的重要途徑，未來將具有比化石能源制氫更好的經濟性。
PEM尚處于商業化早期
“發展大規模、高效率、低成本、負荷可調范圍廣的電解水制氫技術是當下綠氫制備技術發展的關鍵。”劉建國在會上表示，根據從材料、性能、效率和成本四個緯度考量，ALK和PEM都有各自的優勢和局限。
“雖然ALK技術成熟，成本較低，落地項目較多，但對電力波動的適應性較差，且運維成本高，限制了與可再生能源發電耦合發展的空間。”在劉建國看來，特別是在如車規級氫能等特定場景中，PEM技術的響應速度更快，可調節范圍更廣，可適應波動電源輸入，未來大有可為。
不過，相較于ALK，PEM尚處于商業化早期，且現階段也面臨一些技術挑戰。“首先是貴金屬用量偏高，其次是壽命不太理想。”劉建國認為，減小析氧反應過電位及降低銥貴金屬用量是實現PEM制氫技術大規模應用的關鍵突破口。
“目前，全球銥金屬年開采量僅有5噸至10噸，且高度集中于南非。”劉建國表示，鉑族金屬、重稀土的供應，將會是零碳、低碳氫能源發展的一個關鍵因素。
會上，劉建國也提到了“ALK+PEM”混合制氫研究這一課題。他認為，兩種技術路線的融合，有望在兼顧成本的基礎上，獲得更好的波動適應性，并且實現離網場景下電網配置和控制難度的降低。
