“沾氢即火”?电解槽就是这样火起来的
电解水制氢是重要的制取绿氢的方法,在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,即可分解成氢气和氧气,整个过程可实现零排放。
电解水制氢规模的提升,使电解槽市场迅速增长。中国氢能产业协会数据显示,上半年,我国氢气产量同比去年增加了 25%,其中利用新能源制氢的比例同比提高了30%。由于我国上半年氢气产量的惊人增长,电解槽市场今年将翻一番,到2022年将翻四倍,达到180万千瓦以上,并且预计中国将占全球电解槽装机容量的60%-63%。
氢能产业利好政策频出,让产业链中重要的制氢端成为投资热点,而碳达峰、碳中和目标的提出,更是让绿氢成为减碳脱碳的重要途径。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测,到2050年,氢能在中国能源体系中的占比约为10%,可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体,吸引多家企业大举布局可再生能源电解水制氢产线。
我国发展绿氢具备良好的资源禀赋,随着碳排放成本的提高和可再生能源制氢技术进步与规模扩大,其发电成本越来越具有竞争力。同时,我国拥有强大的基础设施建设能力,为发展绿氢提供了得天独厚的优势。
今年4月,传统石化能源企业宝丰能源发布公告称,为实现绿色低碳发展,该公司将太阳能发电所制取的绿氢用于化工生产,以实现新能源替代化石能源,减少煤炭消耗和二氧化碳排放,并大举布局电解水制氢装置。光伏巨头隆基也宣布进军氢能产业,大力发展光伏制氢。
由于电费占整个水电解制氢生产费用的80%左右,因此水电解制氢成本的关键在于耗能问题。随着电解槽关键技术的不断成熟,能耗和设备价格也将不断下降,可直接改善水电解制氢的成本。
随着可再生能源发电成本的降低,5-10年内,电解水制氢成本将降至20元/千克以内,具备经济性。按照目前碳配额试行市场40元/吨的交易价格计算,煤制氢需要增加0.1元/立方米的氢气碳配额成本。因此,当碳配额交易价格达到200元/吨时,绿氢成本将和灰氢持平。
氢的储存和运输高度依赖技术进步和基础设施建设,是产业发展的难点。对制氢端而言,电解槽作为化工类设备,工况复杂,涉及到电化学、机械、化工等专业领域,因此不能仅仅依赖需求增长,而应继续深耕技术,才能实现电解槽设备的大规模技术进步。