國際氫能展獲悉，當前大規模電解水制氫面臨哪些機遇與挑戰?液氫和管道輸氫技術(shù)成熟度如何?氫燃料電池未來(lái)應用前景怎樣?9月中旬在北京大興國際氫能示范區召開(kāi)的第二屆“智領(lǐng)未來(lái)·氫聚人才”氫能產(chǎn)學(xué)研高端論壇上，多位業(yè)內人士給出了自己的答案。

擴大規模降低成本是制氫關(guān)鍵

與會(huì )專(zhuān)家認為，相較化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣制氫，電解水制氫可結合風(fēng)力、光伏發(fā)電等可再生能源，是真正的綠氫，發(fā)展前景廣闊，但目前需降低成本，以實(shí)現規?；瘧?。

“堿水電解槽技術(shù)成熟、成本較低，占2018至2022年全球電解槽出貨量70%的以上，是未來(lái)一段時(shí)間大規模電解水制氫的主要技術(shù)路線(xiàn)?！碧旖蚴写箨懼茪湓O備有限公司總工程師許衛認為，大規模制氫系統的關(guān)鍵是“大規?！薄蟮碾娊庠O備可降低投資和運行成本。但目前大規模電解水制氫還面臨標準、法規等方面的挑戰。根據現行規定，電解水制氫只能在化工園區落地，由此限制了很多綠氫項目。令人欣慰的是，近兩年山東、河北、內蒙古等省份已經(jīng)在地方政策層面對這一情況有所“解禁”。

在北京億華通科技股份有限公司副總經(jīng)理、首席技術(shù)官李飛強看來(lái)，電解水制氫的設備、用水、運維成本都不高，其80%以上成本取決于電價(jià)，因此下一步的發(fā)展重點(diǎn)是擴大規模、降低成本、實(shí)現高利潤。

北京明陽(yáng)氫能科技有限公司解決方案部總監葉鑫同樣認為，電解水制氫設備的大型化、輕量化、模塊化非常重要，能提升系統整體效率、降低成本。對于綠氫制備而言，除了需考慮水耗、電耗外，還應注重系統整合能力。

長(cháng)距離推動(dòng)純氫及摻氫管道建設

高效、低成本的儲運技術(shù)，是實(shí)現氫能大規模應用的保障。與會(huì )專(zhuān)家介紹，國內已實(shí)現從液化、儲存、運輸到加注的氫氣儲運關(guān)鍵技術(shù)突破和裝備的自主可控發(fā)展，但仍面臨一些瓶頸。

“管道輸送是打通制氫和用氫‘最后一公里’的有效方式?！眹夜芫W(wǎng)工程技術(shù)創(chuàng )新公司氫能業(yè)務(wù)負責人邵強分析認為，國內氫資源的市場(chǎng)分布與天然氣基本一致，都是從西部地區、“三北”地區向東部地區輸送，與“西氣東輸”整體流向相同。隨著(zhù)未來(lái)市場(chǎng)需求增加，中長(cháng)距離儲運需求將推動(dòng)純氫或摻氫管道建設。在他看來(lái)，在運輸量較高且穩定的情況下，相比長(cháng)管拖車(chē)或液氫槽車(chē)，管道運輸具有成本優(yōu)勢，而純氫管道是有望最早實(shí)現工業(yè)化應用的方向。

“現在的‘卡點(diǎn)’在液氫儲運環(huán)節，要讓液氫罐車(chē)真正上路?！敝袊茖W(xué)院理化技術(shù)研究所研究員、博士生導師謝秀娟表示，就當前技術(shù)水平和應用場(chǎng)景而言，氫氣的儲存和運輸結合度很高，可合并研究。據她介紹，目前常用的氫氣儲運方式是“壓縮氫氣+長(cháng)管拖車(chē)”。此外，液氫和管道輸氫的商業(yè)化路徑也相對成熟，而固態(tài)儲氫、液態(tài)有機氫、載體儲氫等技術(shù)正在進(jìn)一步研究中。其中，液氫儲氫密度高、安全性更好，大規模運用后具有儲運量大、充裝快、占地小等優(yōu)勢。

李飛強也持有相同觀(guān)點(diǎn)。他認為，如果建成國家級輸氫管網(wǎng)，依靠風(fēng)力、光伏發(fā)電的龐大產(chǎn)能布局，低成本離網(wǎng)制氫有望實(shí)現。

“純氫、摻氫管道的關(guān)鍵設備研發(fā)和制造將成為氫能儲運賽道的投資風(fēng)口?！鄙蹚娊ㄗh，國家層面加快完善氫能領(lǐng)域的長(cháng)效監管機制，推動(dòng)輸氫管道建設。

交通綠色化帶動(dòng)氫燃料電池應用

在下游應用環(huán)節，與會(huì )專(zhuān)家普遍看好氫燃料電池領(lǐng)域。

據李飛強介紹，隨著(zhù)國內車(chē)用氫燃料電池技術(shù)快速發(fā)展，超過(guò)90%的膜電極、電堆等關(guān)鍵零部件已實(shí)現國產(chǎn)化應用?！澳壳皣鴥绕髽I(yè)已全面覆蓋催化劑、氣體擴散層、質(zhì)子交換膜、膜電極等關(guān)鍵材料，已經(jīng)自主掌握大部分核心技術(shù)，在可靠性、安全性、經(jīng)濟性和成本方面都大幅提升?！崩铒w強認為，車(chē)用氫燃料電池要實(shí)現規模應用的關(guān)鍵是大幅降低成本。據他預測，2025年以后，車(chē)用氫燃料電池材料成本可控制到1000元/千瓦時(shí)，到2030年則有望控制到200元/千瓦時(shí)。

北京氫璞創(chuàng )能科技有限公司副總經(jīng)理朱俊娥則認為，水運領(lǐng)域氫燃料電池應用亟待推進(jìn)。她表示，相較道路交通場(chǎng)景，船舶保有量小、建造成本高，對動(dòng)力的需求更高，加氫、儲氫技術(shù)難度及對安全性的要求也更高，因此目前船用氫燃料電池的發(fā)展要慢于車(chē)載應用。但是，目前我國船舶保有量在12萬(wàn)艘數量級，柴油動(dòng)力船舶的能耗和環(huán)保壓力較大。僅在2020年，我國船舶二氧化碳排放量就達1200萬(wàn)噸，占整個(gè)交通運輸領(lǐng)域排放量的12.6%，因此推動(dòng)水運交通綠色化非常必要。她認為，車(chē)用燃料電池應用示范已打下了良好基礎，成為船用燃料電池發(fā)展的重要參考。

“此前氫燃料電池在船舶領(lǐng)域的應用主要集中在內河、近海等場(chǎng)景，以客船、渡船、內河貨船、拖輪為主，加上部分海上工程船、滾裝船，且裝機功率整體偏低?！敝炜《鸨硎?，近年來(lái)船舶尤其是海船對于燃料電池功率的需求逐漸提升，將達到兆瓦級。

在這種情況下，船用氫燃料電池的發(fā)展關(guān)鍵在于“大功率”。朱俊娥介紹，國際海事局已出臺燃料電池臨時(shí)標準，船用燃料電池標準規范基本框架已成形。她所在的公司也正在開(kāi)發(fā)船用大功率燃料電池系統，功率有望達到500千瓦級。

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