“低碳制氫”逐步邁向產(chǎn)業(yè)化

中國石化新星新疆綠氫公司 本報(bào)記者 張軍 攝

10月10日，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會黨委常委龐廣廉在接受中國證券報(bào)記者采訪時(shí)表示，直接海水制氫為降低電解水制氫成本提供了新的可能，目前我國已經(jīng)在海上完成了制氫技術(shù)測試，經(jīng)反復(fù)驗(yàn)證其成本低至符合大規(guī)模生產(chǎn)的條件。

同日，記者從中國石油獲悉，中國石油首個(gè)自主研發(fā)設(shè)備制氫試驗(yàn)項(xiàng)目近日在吐哈油田成功投運(yùn)。該項(xiàng)目是中國石油首個(gè)應(yīng)用自主研發(fā)設(shè)備的綠電制綠氫項(xiàng)目，也是新疆吐魯番市第一個(gè)綠電制綠氫項(xiàng)目，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和示范性。

業(yè)內(nèi)人士表示，目前，以綠氫為代表的“低碳制氫”取代傳統(tǒng)能源制氫的速度正在加快，上市公司正在積極布局助推綠氫發(fā)展駛?cè)搿翱燔嚨馈薄?/span>

尚有瓶頸亟待解決

龐廣廉表示，雖然我國目前在海水制氫上取得了一定的突破，但這項(xiàng)研究尚處于早期階段，距離實(shí)際應(yīng)用還有較長的路要走。“相信中國從1到100是最厲害的，一旦有突破就有可能。”龐廣廉稱。

中海石油氣電集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心氫能所所長王秀林認(rèn)為，海水直接電解的技術(shù)還有亟待解決的瓶頸。“在全面考慮整個(gè)工藝流程后，我們認(rèn)為，開發(fā)具有抗腐蝕能力的高效催化劑、研究能夠用于海水電解的交換膜、改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)新型電解反應(yīng)體系和電解槽裝置，這些都是滿足日后規(guī)模化制氫的要求。” 

深圳大學(xué)深地科學(xué)與綠色能源研究院院長謝和平日前在碳中和能源高峰論壇上表示，要加快研發(fā)攻關(guān)個(gè)性化的海上風(fēng)機(jī)等可再生能源技術(shù)，對接大規(guī)模的“固定式”“動(dòng)力式”“漂浮式”海水直接制氫運(yùn)行平臺全新技術(shù)裝備，引領(lǐng)全球“海洋綠氫”產(chǎn)業(yè)鏈。

謝和平介紹，為適應(yīng)海洋不可控臺風(fēng)浪，基于全新原理的拓展模型及調(diào)控系統(tǒng)，其研究團(tuán)隊(duì)與東方電氣集團(tuán)聯(lián)合設(shè)計(jì)了漂浮式海水制氫平臺。今年5月，團(tuán)隊(duì)在福建省福清市興化灣進(jìn)行的1.2Nm3/h海水原位直接電解制氫成功海試，打造了全球首個(gè)海上風(fēng)電海水直接電解制氫技術(shù)示范工程。

未來發(fā)展?jié)摿Υ?/span>

業(yè)內(nèi)人士表示，利用可再生能源電解水制氫是最具前景的氫氣生產(chǎn)途徑之一，可避免海水淡化、純化等過程，尤其適用于深遠(yuǎn)海風(fēng)電就地消納，可大幅降低海上風(fēng)電輸變電成本。

近日，直接電解海水制氫在業(yè)內(nèi)又有新進(jìn)展。今年9月，由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員王二東團(tuán)隊(duì)研發(fā)的直接電解海水制氫裝置，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超2000小時(shí)，證明了直接海水制氫技術(shù)的可行性。

據(jù)介紹，上述研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)直接電解海水制氫從基礎(chǔ)研究探索、關(guān)鍵材料研究到系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成全鏈條研發(fā)。該團(tuán)隊(duì)先后攻克了催化劑、電極反應(yīng)過程、電極設(shè)計(jì)、電解液調(diào)節(jié)等系列關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，突破了高選擇性耐氯析氧電極設(shè)計(jì)與制備技術(shù)、抗鈣鎂離子沉積析氫電極設(shè)計(jì)與制備技術(shù)、新型高效直接電解海水制氫電解槽設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、智能全自動(dòng)電解液濃度控制技術(shù)等系列關(guān)鍵技術(shù)，并且累計(jì)申請電解海水制氫相關(guān)專利17件，初步形成了電解海水制氫技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)體系。

謝和平表示，未來，隨著海上風(fēng)電價(jià)格持續(xù)降低，海水直接電解制氫技術(shù)未來具有更大潛力。當(dāng)電價(jià)低于0.23元/度時(shí)，海水制氫成本與“煤制氫+CCUS”相比具有競爭優(yōu)勢；當(dāng)電價(jià)低于0.15元/度時(shí)，海水制氫與煤制灰氫相當(dāng)；當(dāng)電價(jià)低于0.11元/度時(shí)，海水制氫成本將完全低于煤制灰氫成本。

“因?yàn)楹Ｋ侨≈槐M的。未來海水制氫必將改變世界能源格局，形成全新的綠氫新路徑。”謝和平稱。

上市公司布局綠氫賽道

據(jù)機(jī)構(gòu)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，全球約有500個(gè)氫能項(xiàng)目，其中約120個(gè)是在建綠氫項(xiàng)目。以綠氫為代表的“低碳制氫”取代傳統(tǒng)能源制氫的速度正在加快。目前，我國的綠氫產(chǎn)業(yè)已從關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)逐步轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段，未來將在降本增效、推進(jìn)規(guī)模化應(yīng)用上下功夫。

上市公司正在積極布局助推綠氫發(fā)展駛?cè)搿翱燔嚨馈薄?0月10日，記者從中國石油獲悉，中國石油首個(gè)自研設(shè)備制氫試驗(yàn)項(xiàng)目于9月底在吐哈油田成功投運(yùn)。

據(jù)中國石油方面介紹，吐哈油田的制氫項(xiàng)目是中國石油首個(gè)應(yīng)用自主研發(fā)設(shè)備的綠電制綠氫項(xiàng)目，也是新疆吐魯番市第一個(gè)綠電制綠氫項(xiàng)目，更是打造鄯善綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)的首個(gè)示范項(xiàng)目，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和示范性。

據(jù)了解，該項(xiàng)目具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。系統(tǒng)總負(fù)荷為6兆瓦，白天運(yùn)行期間，由吐哈油田120兆瓦源網(wǎng)荷儲一體化項(xiàng)目所發(fā)綠電進(jìn)行供電；晚間部分時(shí)段，由一體化項(xiàng)目儲能供電，產(chǎn)出氫氣純度達(dá)99.9%，由新疆鄯善工業(yè)園區(qū)用氫企業(yè)消納。

中國石化也于近日宣布新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目全面建成投產(chǎn)。新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目是國內(nèi)首次規(guī)模化利用光伏發(fā)電直接制綠氫的項(xiàng)目，每年生產(chǎn)的兩萬噸綠氫全部就近供應(yīng)中國石化塔河煉化公司，用于替代煉油加工中使用的天然氣制氫，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代油品加工與綠氫耦合低碳發(fā)展。該項(xiàng)目的全面建成投產(chǎn)標(biāo)志著我國綠氫規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)零的突破。

吉電股份日前在投資者互動(dòng)平臺表示，目前公司已投入運(yùn)行的中韓示范區(qū)“可再生能源+PEM制氫+加氫”一體化創(chuàng)新示范項(xiàng)目，總制氫能力為600Nm3/h。該項(xiàng)目作為長春市現(xiàn)唯一氫源，為吉林省氫能交通示范提供保障，現(xiàn)示范運(yùn)行6輛氫能大巴。

華電重工此前也表示，公司已完成大容量堿性電解水制氫裝置和部分氫能核心材料的開發(fā)，并持續(xù)加大在新型高效電解制氫技術(shù)、氫燃料電池功能技術(shù)等方面的研發(fā)力度。公司1200Nm3/h堿性電解水制氫裝置與氣體擴(kuò)散層產(chǎn)品已成功下線。