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在現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系當(dāng)中，綠氫產(chǎn)業(yè)上游連著風(fēng)電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)，下游又應(yīng)用在化工、冶金、交通等產(chǎn)業(yè)，對(duì)推動(dòng)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的綠色轉(zhuǎn)型有著重要作用。為順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)(CWP2023)首次設(shè)置“氫能與新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展論壇”，聚焦綠氫上游產(chǎn)業(yè)，將主要從技術(shù)方面探討綠氫制備的解決方案，氫能與風(fēng)光可再生能源的耦合、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等角度進(jìn)行探討，助力我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)與新能源融合的高質(zhì)量發(fā)展。
2023年10月18日上午，本屆氫能與新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展論壇成功舉辦。論壇由中關(guān)村氫能源燃料電池技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)盧琛鈺主持，九位來自相關(guān)企業(yè)的專家代表發(fā)表了專題演講。
賽迪顧問有限公司新能源產(chǎn)業(yè)研究中心總經(jīng)理李龍先生發(fā)表了題為《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)》的演講。他指出，氫能作為二次能源的重要載體之一如今已經(jīng)成為能源革命重要組成部分，發(fā)展氫能已經(jīng)成為了全球共識(shí)，日本、美國(guó)、德國(guó)等世界主要國(guó)家都在紛紛出臺(tái)各自的氫能戰(zhàn)略。2022年全球氫氣產(chǎn)量約為9477萬噸，主要為天然氣制氫、煤制氫及工業(yè)副產(chǎn)氫，使用CCUS技術(shù)及非化石能源的電解水制氫占比較低，僅占1.9%。
近年來，中國(guó)氫能從產(chǎn)量看，逐漸從高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量增長(zhǎng)的情況。預(yù)計(jì)未來3年我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)將維持在7.4%左右增速情況，到2025年將有望突破4300萬噸，同時(shí)，無論從中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來看，未來清潔能源占比將會(huì)逐漸提高。然而，我國(guó)氫能發(fā)展仍面臨多項(xiàng)關(guān)鍵政策和材料亟待突破、氫氣使用經(jīng)濟(jì)性不高、基礎(chǔ)和前沿研究人才缺口大等方面的發(fā)展障礙。預(yù)計(jì)未來中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)在以下方面會(huì)有較大發(fā)展?jié)摿Γ阂皇嵌嘣瘧?yīng)用場(chǎng)景正在加快構(gòu)建；二是氫燃料汽車應(yīng)用會(huì)加速發(fā)展，且有望用于飛機(jī)和船舶；三是用于發(fā)電和儲(chǔ)能，以及在建筑領(lǐng)域的熱電聯(lián)供應(yīng)用等。
康明斯(中國(guó))投資有限公司陸瑞先生分享了題為《PEM電解水制氫技術(shù)基于風(fēng)光可再生能源的耦合》的演講。他提到，目前市場(chǎng)電解水制氫的四種主流技術(shù)包括堿性(ALK)、質(zhì)子交換膜(PEM)、陰離子交換膜(AEM)和固體氧化物(SOEC)，商業(yè)化程度較高的為前兩種。PEM具備可再生能源響應(yīng)好、成本低和能耗低等特點(diǎn)，并且與可再生能源市場(chǎng)方面產(chǎn)生耦合。
截至2022年，全國(guó)已建成以及規(guī)劃在建可再生能源制氫產(chǎn)能達(dá)到了410萬噸，其中大部分都是以風(fēng)電光伏制氫一體化的項(xiàng)目。電解水制氫與可再生能源耦合具備一定的市場(chǎng)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性等方面的支撐條件。首先，我國(guó)風(fēng)電光伏資源分布于煤化工、石油化工重合度高，并且綠氫也可作為電網(wǎng)可變負(fù)載，提供了市場(chǎng)空間。其次，電解槽是支撐耦合的技術(shù)解決方案，可以做到整體響應(yīng)的及時(shí)性。第三，以減少用電成本、提高設(shè)備利用率和增大項(xiàng)目規(guī)模等作為關(guān)鍵影響因素，適當(dāng)條件下，綠氫具備與藍(lán)氫具備競(jìng)爭(zhēng)力。
江蘇希倍優(yōu)氫能源科技有限公司副總經(jīng)理王耀輝先生的演講題目為《綠氫降本增效的解決方案—高效節(jié)能的電解槽》。他提到，綠氫作為原料可以應(yīng)用于合成氨、甲醇等制作，也可用于天然氣產(chǎn)氫燃料等。當(dāng)前市場(chǎng)中合成氨價(jià)格較高，市場(chǎng)空間大，但受港口液氨罐區(qū)吞吐量限制，綠氨的進(jìn)出口量尚且有限。從工藝路線角度看，從新能源到制氫、合成氨可分為兩塊：第一從新能源到電網(wǎng)、到制氫的電力領(lǐng)域，面臨著電網(wǎng)質(zhì)量穩(wěn)定問題和電價(jià)問題；第二從電解槽到合成氨的化工領(lǐng)域，面臨變負(fù)荷的情況下的安全生產(chǎn)問題。同時(shí)，也需解決能耗問題，途徑包括高性能隔膜、高性能電極涂層、電解槽結(jié)構(gòu)形式和增加小時(shí)數(shù)等方式。
西安隆基氫能科技有限公司隆基氫能戰(zhàn)略拓展總監(jiān)薛蔚茹女士以《綠電+綠氫，助力實(shí)現(xiàn)碳中和》為題，介紹了隆基在綠氫制造方面的技術(shù)方案。隆基于2021年成立氫能公司并快速實(shí)現(xiàn)了電解槽生產(chǎn)下線，其發(fā)布的隆基Hi 技術(shù)最低電耗可達(dá)4.0。主要的技術(shù)特點(diǎn)包括過溫度控制、降低過電勢(shì)、維持系統(tǒng)損耗以及降低小時(shí)電阻等。在降低LCOH方面，主要通過氫的裝備，土建工程以及工程應(yīng)用三面來實(shí)現(xiàn)。
西門子能源有限公司可再生能源系統(tǒng)事業(yè)部總監(jiān)解玉平先生的演講題目為《可再生能源制氫及P2X解決方案》。解先生從系統(tǒng)集成角度分享了西門能源在系統(tǒng)優(yōu)化方面的案例與經(jīng)驗(yàn)。他認(rèn)為，一定程度上對(duì)于離網(wǎng)項(xiàng)目，堿液和PEM耦合將是比較理想的方案，可以理解為80%或者85%左右堿液配上百分之十幾左右的PEM，是相對(duì)比較有機(jī)的狀態(tài)。在下游端，他認(rèn)為合成甲醇、合成氨是未來很大的方向，已做成全球鏈條最長(zhǎng)的合成甲醇、合成汽油項(xiàng)目，并且努力做更上一層的系統(tǒng)集成領(lǐng)域。此外，在海上風(fēng)電制氫領(lǐng)域，西門子能源已在國(guó)內(nèi)開展工作，且充滿期待。
中船(邯鄲)派瑞氫能科技有限公司國(guó)際業(yè)務(wù)總監(jiān)連曉飛先生做了名為《氯氫制備產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望》的演講。他指出，目前我國(guó)以化石燃料制氫為主，工業(yè)副產(chǎn)氫為輔，電解水制氫現(xiàn)在受限于成本，在整個(gè)能源體系中占比不是很高。但其具備無碳排放的特點(diǎn)，較其他制氫方式優(yōu)點(diǎn)突出。預(yù)計(jì)2030年可再生能源制氫占到15%。隨著技術(shù)的發(fā)展，可再生能源發(fā)電成本進(jìn)一步降低，到2050年可以占比70%以上。按照地區(qū)來分布，亞太地區(qū)中國(guó)電解水技術(shù)非常具有價(jià)格和效率的競(jìng)爭(zhēng)力，有望成為世界最大的綠氫市場(chǎng)。日本、韓國(guó)、歐盟屬于氫能源消費(fèi)國(guó)，澳大利亞、南美、中東地區(qū)自定位為綠氫出口國(guó)。
連總提出了關(guān)于綠氫制備技術(shù)的四個(gè)關(guān)注點(diǎn)，包括：一是，不單純提高產(chǎn)量，而是從電極側(cè)、隔膜、電解槽結(jié)構(gòu)，從本質(zhì)上提高電解槽的性能；二是，規(guī)?；稍偕茉唇M成形式，提高單體產(chǎn)能來降低設(shè)備成本和運(yùn)營(yíng)成本；三是，關(guān)注能流模型，余熱的利用；四是，從安全和控制方面來進(jìn)行技術(shù)方面的提升。
中車株洲所時(shí)代電氣供電產(chǎn)品技術(shù)部部長(zhǎng)陳潔蓮女士演講的題目是《綠電制氫電源解決方案》。她指出，從國(guó)內(nèi)電解槽的參數(shù)分析，從響應(yīng)側(cè)需要跟隨新能源電力變化，并且在一些特殊場(chǎng)景可以滿足電力調(diào)峰需求。另一方面，在電能質(zhì)量上做非常大的負(fù)荷，需要滿足比較好的功率因素，比較好的電流斜坡試配新能源電力需求。從負(fù)載側(cè)而言，比較低的電壓和電流波指向比較好的電解槽能耗，同時(shí)也是比較寬的條件范圍需求。
基于新型電力系統(tǒng)，未來在發(fā)電側(cè)要求全面可觀、可測(cè)、可控，在電網(wǎng)側(cè)需要比較好的調(diào)節(jié)體系，在用電側(cè)需要聚合海量可調(diào)節(jié)資源去支撐實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。未來，我認(rèn)為制氫它是比較好的可調(diào)節(jié)資源，基于IGBT會(huì)更加適配新型電力系統(tǒng)快速執(zhí)行和柔性互聯(lián)要求。長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，晶閘管方案和IGBT方案會(huì)長(zhǎng)期共存，但是我們認(rèn)為全控方案是趨勢(shì)。
陽光氫能科技有限公司解決方案總監(jiān)龍翔飛先生演講的題目是《可再生能源柔性制氫解決方案》。他介紹到，陽光氫能基于電子技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、能量管理技術(shù)以及控制技術(shù)5大技術(shù)打造了3款制氫的核心產(chǎn)品，IGBT的制氫電源以及軟件層面智慧管理系統(tǒng)。解決方案的特點(diǎn)是靈活、高效、友好，靈活指跟可再生能源耦合的過程中速度更快，條件更寬；高效指不僅從電解槽的效率，而是從整個(gè)系統(tǒng)角度能耗更低；友好是我們跟電網(wǎng)的結(jié)合以及用戶操作和環(huán)境的友好?？稍偕茉茨茉吹湫偷耐?fù)洌ㄟ^光伏逆變器、變壓器上網(wǎng)，到IGBT執(zhí)行電源之后給電解槽提供電解水，最后產(chǎn)生的氫氣再到下游應(yīng)用。
金風(fēng)綠色能源化工科技(江蘇)有限公司戰(zhàn)略市場(chǎng)開發(fā)部副部長(zhǎng)薛志恒先生演講的題目是《新能源制加氫一體化產(chǎn)品和解決方案》。他指出，在過去十幾年的時(shí)間里，更多著眼點(diǎn)還是從電力角度來解決減碳的問題，導(dǎo)致電力部門非化石能源比例持續(xù)提升，在終端能源消費(fèi)領(lǐng)域電能比重持續(xù)提升，不難發(fā)現(xiàn)，可再生能源+電氣化不是脫碳的全部，當(dāng)今這個(gè)時(shí)間點(diǎn)需要可再生能源+電氣化減碳路線來解決上述場(chǎng)景當(dāng)中沒有辦法用電力脫碳的問題，利用可再生能源制氫便是之一。
他指出，金風(fēng)提的解決方案更大程度上依托于20多年在風(fēng)電領(lǐng)域所做的一些積累，保障在風(fēng)電制氫以及綠色化工工藝當(dāng)中作為重大支持。首先是智能風(fēng)機(jī)對(duì)于電解槽有實(shí)時(shí)感應(yīng)調(diào)節(jié)，為下端制氫提供穩(wěn)定電力供應(yīng)。同時(shí)，利用自有化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)品，與風(fēng)機(jī)電解槽形成更高程度的適配性。對(duì)于制氫控制系統(tǒng)，單獨(dú)研發(fā)了制氫控制系統(tǒng)，形成聯(lián)動(dòng)得到更加平穩(wěn)的電解環(huán)境。并且針對(duì)氫儲(chǔ)運(yùn)困難大的問題，提出制加氫一體化解決方案，已在一些地區(qū)得以應(yīng)用。
原標(biāo)題：CWP 2023 | 氫能與新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展論壇
