界面新聞見習(xí)記者 | 郁娟
“電解水制氫，是目前比較好的制氫方法，但它不是最有效的方法?！?/p>
在日前舉辦的新能源與碳中和朝陽論壇上，國家電投集團(tuán)首席科學(xué)家、國氫科技CTO柴茂榮表示，用常規(guī)的電解水制氫，肯定不會是未來主流的綠色生產(chǎn)路線。
新能源與碳中和朝陽論壇由中國國際跨國公司促進(jìn)會旗下新能源與碳中和發(fā)展委員會舉辦。該委員會由中石油、中海油、國家電網(wǎng)等20多家央國企、跨國公司、上市企業(yè)和民營企業(yè)發(fā)起。
水電解制氫是在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，分解成氫氣和氧氣。常規(guī)電解水制氫是指直接利用大電網(wǎng)的電力制取氫氣。
柴茂榮認(rèn)為，常規(guī)的電是二次能源，氫也是二次能源，用二次能源制二次能源，效率不是最高的，“如果用電網(wǎng)的電，比如煤電去制氫，不如直接用煤制氫，后者有100%的效率”。
但他補(bǔ)充稱，用可再生能源直接制氫為可行方式，因?yàn)榭梢詫⑻柲?、風(fēng)能等看作近似的一次能源。
從減碳的角度看，柴茂榮舉例稱，未來將捕集起來的二氧化碳電解再與水反應(yīng)，可以直接制備甲醇，這一技術(shù)路線相比電解水制氫再制備甲醇，更加容易。
“我們不要用現(xiàn)有的技術(shù)，把將來可能發(fā)生的能源變革鎖定死?！彼谡搲F(xiàn)場表示。
氫氣因燃燒過程中不會排放溫室氣體，被認(rèn)為是未來重要的能源形式。國際可再生能源署(IRENA)預(yù)測，到2050年，氫能將滿足全球12%的能源需求。
電解水是目前主流的低碳制氫路線之一。根據(jù)電的來源，可分為常規(guī)電制氫和可再生電力制氫。
柴茂榮預(yù)測，2060年前后中國的能源消費(fèi)總量將比當(dāng)前增加20%-30%。屆時除電力外，氫能、熱能也會是主要的能源供應(yīng)來源。
按生產(chǎn)過程中的碳排放大小，氫氣可分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫?；覛涫侵竿ㄟ^化石能源生產(chǎn)的氫，碳排放量最高；藍(lán)氫是指在灰氫的基礎(chǔ)上，應(yīng)用碳捕集與封存技術(shù)，減外逸的二氧化碳；綠氫是指通過可再生能源制取的氫，生產(chǎn)過程中基本不排放溫室氣體，使用的技術(shù)路線包括可再生電力制氫、光催化制氫等。
其中，綠氫是各國氫能規(guī)劃中，主推的發(fā)展方向。
畢馬威研報(bào)顯示，近年中國氫氣年產(chǎn)能為3300萬噸左右，60%以上來自于煤制氫。通過電解水等低碳路線生產(chǎn)的氫，產(chǎn)量占比僅為1%。在應(yīng)用端，由于目前制氫、儲氫的成本較高，氫能的使用范圍較窄，應(yīng)用仍處于起步階段。
柴茂榮認(rèn)為，中國氫能發(fā)展的第一步是在10-15年內(nèi)把氫的應(yīng)用鏈打通，提高氫能利用的經(jīng)濟(jì)性。
他表示，留意到新疆、內(nèi)蒙古等地有生產(chǎn)出的氫氣運(yùn)不出去，原因就在于廠商只考慮了制氫，沒有考慮到下游的應(yīng)用場景。
由于資源優(yōu)勢，新疆、內(nèi)蒙古工業(yè)副產(chǎn)氫較多，同時也是可再生能源富裕的地區(qū)。
柴茂榮建議，無論是灰氫、藍(lán)氫還是綠氫，應(yīng)先把現(xiàn)有的氫能資源利用起來，將下游產(chǎn)業(yè)鏈打通，改進(jìn)技術(shù)，將產(chǎn)業(yè)鏈整體的成本降下來。
國信證券研報(bào)顯示，近年中國排空的工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量約450萬噸，相當(dāng)于97萬輛氫燃料公交車全年的使用量。
“其次是把減碳作為目標(biāo)，再用10-15年的時間投資研發(fā)可再生電力制氫、熱解制氫、光催化制氫等綠氫制取技術(shù)，降低這些技術(shù)路線的成本?！辈衩瘶s稱。
柴茂榮表示，當(dāng)前影響綠氫成本的兩大因素，一是電價(jià)，二是運(yùn)輸成本。電價(jià)方面，只有當(dāng)新疆等西部地區(qū)的電價(jià)低于0.15元/度時，可再生能源制氫的成本才可與煤或天然氣制氫的成本相當(dāng)。
國家能源局公告顯示，2022年4月起，新疆將2021年起投產(chǎn)的新能源平價(jià)項(xiàng)目發(fā)電量全部納入電力市場，目標(biāo)上網(wǎng)電價(jià)為0.262元/千瓦時。
第三步是以碳中和為目標(biāo)，以整體性的視角規(guī)劃中國新的能源體系，在適宜布局氫能的區(qū)域、產(chǎn)業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的投資。
柴茂榮指出，目前中國在氫能普及度上落后于日本、德國，未來衡量中國氫能是否普及的標(biāo)志是看氫能乘用車是否獲得較大的市場，原因在于氫能車?yán)m(xù)航距離遠(yuǎn)、氫的成本將比油低。
“我們與日本、德國就差‘一輛車’的距離，只要哪天中國人用上氫能小轎車了，說明氫能開始普及了?！?柴茂榮說。
2022年3月，國家發(fā)改委、能源局印發(fā)《氫能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021年-2025年）》。根據(jù)該規(guī)劃，中國目標(biāo)是到2025年，氫燃料電池車輛保有量達(dá)到5萬輛。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟報(bào)告，2022年中國氫燃料電池汽車保有量約為1.27萬輛。