微信客服
微信公眾號
從我國現狀來看，新能源發電成本約為0.4-0.6元/千瓦時，用于電解水制氫成本依然偏高。如果利用當前可再生能源棄電制氫，棄電價格按0.1元/千瓦時計算，制氫成本可下降至10元/公斤，與煤制氫、天然氣制氫的價格相當，但目前棄水、棄風、棄光率均呈現下降趨勢，棄電制氫只是過渡。
近日，由國家能源集團牽頭承擔的國家重點研發計劃“大規模風/光互補制氫關鍵技術研究及示范”項目正式獲得科技部高技術研究發展中心的立項批復，并進入啟動階段。該項目成果將填補我國兆瓦級大規模風光耦合制-儲-用氫系統運營示范工程空白。
據記者了解，來自可再生能源的電力可以制氫，而氫氣又可為難以通過電氣化實現脫碳的部門提供能源，助力實現向低碳社會的轉型。
不過，從目前來看，可再生能源發電制氫仍面臨著經濟性難題，如何降低成本，邁向大規模商業化應用，仍值得探索。
“綠氫”成本仍高昂
總體上，氫能具有燃燒熱值高、環保、利用形式多、可儲能等特點，正逐漸被業內關注。相關數據顯示，單位質量氫的熱值約是煤炭的4倍，汽油的3.1倍，天然氣的2.6倍。
從分類上看，氫分為綠氫、藍氫和灰氫。國際公認綠氫最為干凈，即通過來源于風能和太陽能的可再生能源電解水制取，突出特點是不排放碳，但受制于發電成本；藍氫較為干凈，通過煤炭、天然氣等化石燃料制取，但需運用CCUS(碳捕捉、利用和封存技術)實現碳中和；灰氫主要由煤炭、天然氣、焦爐煤氣、氯堿尾氣制取，生產過程中排放大量二氧化碳，適用于市場發展初期。
考慮到成本問題，目前綠氫成本與藍氫和灰氫相比差異較大。據國際權威機構估測，目前來看，灰氫價格約1.5歐元/公斤（約合11元/公斤），藍氫價格略貴于灰氫，而綠氫價格高達3.5-5歐元/公斤（約合26.5-38元/公斤）。
對于上述數據，國家發改委能源研究所研究員劉堅博士表示認可。“與煤制氫和天然氣制氫等工藝相比，我國可再生能源制氫產量極低（不足1%）且價格昂貴，約38元/公斤。”劉堅告訴記者，“以當前國內煤炭和天然氣常規價格計算，氫氣成本在10-15元/公斤，但缺點是在生產過程中碳排放較大并產生一定污染。此外，目前焦爐煤氣制氫、氯堿尾氣制氫等裝置已經得到推廣應用，氫氣價格約8-14元/公斤，具有較高的成本優勢。”
如何提升經濟性
當前，可再生能源制氫成本較高。但從技術上看，部分可再生能源制氫技術已經成熟。
據記者了解，目前相對成熟的可再生能源制氫技術包括水電解、生物甲烷/沼氣蒸汽重整，有待成熟的技術路線包括生物質氣化和熱解、熱化學水分解、光催化、生物質超臨界水氣化，以及黑暗發酵和厭氧分解相結合。
那么可再生能源制氫成本為何如此之高？
以電解水制氫為例，經測算，水電解制氫成本約30-40元/公斤，生產出的氣態氫價格比汽油高65%，液態氫則比汽油高260%以上。在電解水制氫過程中，能耗較高，能源轉換效率待提升。目前的商用電解槽能耗水平約4.5千瓦時-5.5千瓦時/標方氫氣，能效在72%-82%之間。
接受記者采訪的業內人士一致認為，最關鍵因素是綠色電力的成本需要進一步下降。在陽光和風力充足的國家，如中東、北非和拉丁美洲，綠色電價已經降至2歐分/千瓦時（約合0.15元/千瓦時）。美國能源部前部長朱棣文日前表示，綠色電力成本將會進一步下降，達1.3歐分/千瓦時（約合0.1元/千瓦時）。
“從我國現狀來看，新能源發電成本約0.4-0.6元/千瓦時，用于電解水制氫成本依然偏高。如果利用當前可再生能源棄電制氫，棄電按0.1元/千瓦時計算，制氫成本可下降至10元/公斤，這和煤制氫、天然氣制氫的價格相當。”劉堅表示，“但目前棄水、棄風、棄光率均呈現下降趨勢，棄電制氫只是過渡。”
對于綠色電力成本高的問題，業內人士表示，在風電方面，應降低機組成本、風場建設成本和運維成本，提高機組發電性能等；對于光伏而言，應降低多晶硅片、電池片和組件成本，提高高效組件比例等。
以規模化應用倒逼成本下降
目前可再生能源制氫的產量極低且成本高昂，但從規劃上看，前景較為明朗。據國際權威機構預測，到2030年，可再生能源電解水制氫項目的經濟性可達到商業化應用要求。
據了解，去年12月，國家發改委和國家能源局聯合印發的《清潔能源消納行動計劃（2018-2020年）》明確提出，探索可再生能源富余電力轉化為熱能、冷能、氫能，實現可再生能源多途徑就近高效利用。
從國際上看，法國、日本等發達國家將發展綠色氫能產業提升到國家能源戰略高度。例如，到2022年，綠氫將在法國工業中的應用比例增至10%，到2027年進一步增至20%-40%。另外，日本政府要求，到2040年綠氫成本將顯著降低；法國能源巨頭Engie集團也定下明確目標，到2030年，綠氫成本將降至灰氫水平。
“要降低可再生能源制氫的應用成本，關鍵是擴大氫能應用規模，實現批量化生產。”寧波曉蘭氫能源高科技有限公司總經理陸旭昊告訴記者。
那么如何擴大可再生能源制氫的應用規模？國際可再生能源署發布的《可再生能源發電制氫：能源轉型的技術前景》指出，工業方面，目前在若干工業（煉油廠、氨氣、散裝化學品等）中從技術上可以利用可再生能源制氫。在交通運輸部門，當燃料電池電動汽車(FCEV)使用可再生能源生產的氫氣作為燃料時，可為人們提供低碳出行選擇，而且提供的駕駛性能（可行駛里程、燃料加注時間）可與傳統車輛相當。另外，將氫氣注入天然氣管網，可減少天然氣的消耗。
“要實現可再生能源制氫的商業化運營，除了在終端擴大應用規模以外，也要在上游和中游多下功夫，如加強氫氣儲運相關技術研發示范，降低可再生能源發電和制氫的裝備制造成本，提高可再生能源發電比例，完善電力輔助服務市場機制。”劉堅告訴記者。
近日，由國家能源集團牽頭承擔的國家重點研發計劃“大規模風/光互補制氫關鍵技術研究及示范”項目正式獲得科技部高技術研究發展中心的立項批復，并進入啟動階段。該項目成果將填補我國兆瓦級大規模風光耦合制-儲-用氫系統運營示范工程空白。
據記者了解，來自可再生能源的電力可以制氫，而氫氣又可為難以通過電氣化實現脫碳的部門提供能源，助力實現向低碳社會的轉型。
不過，從目前來看，可再生能源發電制氫仍面臨著經濟性難題，如何降低成本，邁向大規模商業化應用，仍值得探索。
“綠氫”成本仍高昂
總體上，氫能具有燃燒熱值高、環保、利用形式多、可儲能等特點，正逐漸被業內關注。相關數據顯示，單位質量氫的熱值約是煤炭的4倍，汽油的3.1倍，天然氣的2.6倍。
從分類上看，氫分為綠氫、藍氫和灰氫。國際公認綠氫最為干凈，即通過來源于風能和太陽能的可再生能源電解水制取，突出特點是不排放碳，但受制于發電成本；藍氫較為干凈，通過煤炭、天然氣等化石燃料制取，但需運用CCUS(碳捕捉、利用和封存技術)實現碳中和；灰氫主要由煤炭、天然氣、焦爐煤氣、氯堿尾氣制取，生產過程中排放大量二氧化碳，適用于市場發展初期。
考慮到成本問題，目前綠氫成本與藍氫和灰氫相比差異較大。據國際權威機構估測，目前來看，灰氫價格約1.5歐元/公斤（約合11元/公斤），藍氫價格略貴于灰氫，而綠氫價格高達3.5-5歐元/公斤（約合26.5-38元/公斤）。
對于上述數據，國家發改委能源研究所研究員劉堅博士表示認可。“與煤制氫和天然氣制氫等工藝相比，我國可再生能源制氫產量極低（不足1%）且價格昂貴，約38元/公斤。”劉堅告訴記者，“以當前國內煤炭和天然氣常規價格計算，氫氣成本在10-15元/公斤，但缺點是在生產過程中碳排放較大并產生一定污染。此外，目前焦爐煤氣制氫、氯堿尾氣制氫等裝置已經得到推廣應用，氫氣價格約8-14元/公斤，具有較高的成本優勢。”
如何提升經濟性
當前，可再生能源制氫成本較高。但從技術上看，部分可再生能源制氫技術已經成熟。
據記者了解，目前相對成熟的可再生能源制氫技術包括水電解、生物甲烷/沼氣蒸汽重整，有待成熟的技術路線包括生物質氣化和熱解、熱化學水分解、光催化、生物質超臨界水氣化，以及黑暗發酵和厭氧分解相結合。
那么可再生能源制氫成本為何如此之高？
以電解水制氫為例，經測算，水電解制氫成本約30-40元/公斤，生產出的氣態氫價格比汽油高65%，液態氫則比汽油高260%以上。在電解水制氫過程中，能耗較高，能源轉換效率待提升。目前的商用電解槽能耗水平約4.5千瓦時-5.5千瓦時/標方氫氣，能效在72%-82%之間。
接受記者采訪的業內人士一致認為，最關鍵因素是綠色電力的成本需要進一步下降。在陽光和風力充足的國家，如中東、北非和拉丁美洲，綠色電價已經降至2歐分/千瓦時（約合0.15元/千瓦時）。美國能源部前部長朱棣文日前表示，綠色電力成本將會進一步下降，達1.3歐分/千瓦時（約合0.1元/千瓦時）。
“從我國現狀來看，新能源發電成本約0.4-0.6元/千瓦時，用于電解水制氫成本依然偏高。如果利用當前可再生能源棄電制氫，棄電按0.1元/千瓦時計算，制氫成本可下降至10元/公斤，這和煤制氫、天然氣制氫的價格相當。”劉堅表示，“但目前棄水、棄風、棄光率均呈現下降趨勢，棄電制氫只是過渡。”
對于綠色電力成本高的問題，業內人士表示，在風電方面，應降低機組成本、風場建設成本和運維成本，提高機組發電性能等；對于光伏而言，應降低多晶硅片、電池片和組件成本，提高高效組件比例等。
以規模化應用倒逼成本下降
目前可再生能源制氫的產量極低且成本高昂，但從規劃上看，前景較為明朗。據國際權威機構預測，到2030年，可再生能源電解水制氫項目的經濟性可達到商業化應用要求。
據了解，去年12月，國家發改委和國家能源局聯合印發的《清潔能源消納行動計劃（2018-2020年）》明確提出，探索可再生能源富余電力轉化為熱能、冷能、氫能，實現可再生能源多途徑就近高效利用。
從國際上看，法國、日本等發達國家將發展綠色氫能產業提升到國家能源戰略高度。例如，到2022年，綠氫將在法國工業中的應用比例增至10%，到2027年進一步增至20%-40%。另外，日本政府要求，到2040年綠氫成本將顯著降低；法國能源巨頭Engie集團也定下明確目標，到2030年，綠氫成本將降至灰氫水平。
“要降低可再生能源制氫的應用成本，關鍵是擴大氫能應用規模，實現批量化生產。”寧波曉蘭氫能源高科技有限公司總經理陸旭昊告訴記者。
那么如何擴大可再生能源制氫的應用規模？國際可再生能源署發布的《可再生能源發電制氫：能源轉型的技術前景》指出，工業方面，目前在若干工業（煉油廠、氨氣、散裝化學品等）中從技術上可以利用可再生能源制氫。在交通運輸部門，當燃料電池電動汽車(FCEV)使用可再生能源生產的氫氣作為燃料時，可為人們提供低碳出行選擇，而且提供的駕駛性能（可行駛里程、燃料加注時間）可與傳統車輛相當。另外，將氫氣注入天然氣管網，可減少天然氣的消耗。
“要實現可再生能源制氫的商業化運營，除了在終端擴大應用規模以外，也要在上游和中游多下功夫，如加強氫氣儲運相關技術研發示范，降低可再生能源發電和制氫的裝備制造成本，提高可再生能源發電比例，完善電力輔助服務市場機制。”劉堅告訴記者。
0 條