光伏制氫技術(shù)全解

　　光伏電解水制氫是將太陽能發(fā)電和電解水制氫組合成系統(tǒng)的技術(shù)，并且有著40年的發(fā)展歷史，被看作是最有前景的制氫方法之一。

　　光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應(yīng)制氫站制氫。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過程，主要設(shè)備設(shè)施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎(chǔ)、接地裝置等，光伏組件可根據(jù)制氫站輸入電壓和電流要求進行串、并連配置，從而提高系統(tǒng)效率。

　　電解水制氫目前技術(shù)成熟、設(shè)備簡單，運行和管理較為方便，制取氫氣純度較高，無污染。

　　然而，高昂的耗電成本是大多數(shù)企業(yè)刻意回避水電解制氫的重要原因，但是隨著大規(guī)模光伏技術(shù)的不斷進步，以及逐漸低廉的電價，現(xiàn)如今多數(shù)地區(qū)維持在0.29元/千瓦時左右。

　　并且，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的不完全統(tǒng)計顯示，截至目前，全國處于籌備或建設(shè)中的“綠氫”項目已達30個。其中，超過20個項目選擇“光伏+氫”這一技術(shù)路線。

　　隨著一批批項目的落地，光伏裝機規(guī)模的持續(xù)擴張以及發(fā)電成本的進一步下降，預(yù)計未來光伏制氫將進一步下降，進入發(fā)展正循環(huán)。

　　據(jù)萬聯(lián)證券預(yù)測，到2025年，光伏系統(tǒng)度電成本將下降至0.22元/千瓦時，在光資源充沛的區(qū)域，光伏制氫電力成本有望達到0.15元/千瓦時，帶動制氫成本持續(xù)降低，擴大產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。

　　并且目前，部分企業(yè)已經(jīng)宣布可以實現(xiàn)全離網(wǎng)光伏制氫，實現(xiàn)燃料電池用氫氣發(fā)電并網(wǎng)、光、儲、網(wǎng)多模式混合制氫系統(tǒng)，綜合能量管理策略實現(xiàn)，提升制氫設(shè)備利用率、堿性電解槽低功率運行數(shù)據(jù)收集，探究弱功率下，堿液電解槽的適配性能、智能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)光伏制氫系統(tǒng)無人值守等。

　　相信不久光伏制氫的用電成本就會被限制在用戶可接受的范圍內(nèi)，使光伏制氫成本低于傳統(tǒng)天然氣/煤制氫。而大規(guī)模的光伏制氫必將成為了商用制氫的首選。

　　“綠色氫氣”作為實現(xiàn)氣候目標的新興領(lǐng)域，正成為行業(yè)焦點。國際能源署(IEA)署長法提赫?比羅爾表示，當前全球原油經(jīng)濟大幅震蕩，“綠色氫氣”正在迎來“屬于它的時代”。

　　作為新興產(chǎn)業(yè)，理應(yīng)獲得各國政府的更多支持。和傳統(tǒng)的制氫方式相比，“綠色氫氣”有幾個突出優(yōu)點——

　　首先，生產(chǎn)的原材料是“綠色的”，無論是水，還是其他用來發(fā)電的可再生能源，整體對環(huán)境友好，并且電解水制氫只會生成氫氣和氧氣，不會產(chǎn)生碳氧化合物對環(huán)境造成污染;

　　其次，“綠色氫氣”可以解決可再生能源發(fā)電過剩、發(fā)電間歇性，從而無法滿足電網(wǎng)應(yīng)用需求的困境。

　　最后，制氫用的原料水是現(xiàn)實生活中最容易獲取的資源之一，因此不需要考慮原料的用量問題。

　　業(yè)內(nèi)人士普遍認為，氫氣作為重要的工業(yè)原料以及清潔燃料，在未來幾十年里將形成競爭的格局。

　　事實上，國際上不少國家已開始對綠色氫氣的探索。截止目前，日本、英國、澳大利亞等國家陸續(xù)公布了氫能戰(zhàn)略。

　　而歐盟擬定的“綠色協(xié)議”中已將“清潔氫氣”制定為“優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域”，這一定義包括了天然氣制氫以及可再生能源制氫。

　　光伏發(fā)電作為國家鼓勵發(fā)展的綠色清潔能源，近年裝機規(guī)模不斷增大，但光伏發(fā)電具有隨機性、波動性、階段性供電等問題，增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。

　　隨著光伏裝機規(guī)模的不斷擴大，光伏發(fā)電將面臨增加儲能的問題，而儲能問題正是所有能源問題中最重要的部分之一。

　　利用清潔能源電力電解技術(shù)得到氫氣，將氫氣存儲于高效儲氫裝置中，再利用燃料電池技術(shù)，將存儲的能量回饋到電網(wǎng)，或者將存儲的高純度氫氣送入氫產(chǎn)業(yè)鏈直接利用。

　　儲能技術(shù)讓人們的生活得到了更多的保障。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，人們可以利用這些儲存起來的氫保障正常的生活秩序。

　　南通安思卓新能源有限公司發(fā)布了最新開發(fā)的全球最大的集裝箱式超大容量單槽制氫技術(shù)，新設(shè)備不僅采用了國際上成本最低的可再生能源光伏制氫技術(shù)，而且全套裝置僅采用三個集裝箱，占地面積遠小于國際同行，充分體現(xiàn)了產(chǎn)品在高性能材料和系統(tǒng)集成設(shè)計上的優(yōu)勢，克服了采用傳統(tǒng)方法不可持續(xù)性和不可規(guī)?；钠款i。

　　并且設(shè)備出廠時已完成幾乎全部組裝和測試，不需要2-3個月的長時間安裝，僅需2周即可完成安裝。全自動化設(shè)備，實現(xiàn)24x7無人值守。而且可適用于苛刻環(huán)境，可在最低-40°C環(huán)境中運行，無需搭建A級防火廠房，可直接部署。

　　氫能源在中國還處于萌芽階段，但是在海外市場，已占據(jù)了非常重要的商業(yè)布局。

　　全球已有約70個在建中的綠氫項目，其中GW級項目22個，主要分布在歐洲(11個)和澳大利亞(7個)，中東和南美也有巨大潛力。

　　從綠氫產(chǎn)能來看，全球規(guī)劃中的GW級綠氫項目產(chǎn)能合計144.1GW，其中歐洲和澳大利亞占了接近93%，處于領(lǐng)先。

　　按照之前歐盟提出的2024年電解槽規(guī)模達6GW、2030年達40GW的目標來看，現(xiàn)有規(guī)劃中的綠氫項目如能順利投產(chǎn)則將大幅超額達標。

　　其中，德國將有望成為最大的氫氣消費國之一。德國目前的戰(zhàn)略草案是計劃到2030年，清潔氫占德國工業(yè)用氫總量達20%，德國未來將擁有安裝5GW電解槽的能力。

　　到2026年，德國相關(guān)領(lǐng)域投資將超過14億歐元。德國工業(yè)聯(lián)合會(BDI)稱，發(fā)展氫能經(jīng)濟將是德國工業(yè)重中之重。該國除了在歐洲各國布局以外，也積極規(guī)劃從中東、北非和澳大利亞等地區(qū)調(diào)用外部氫源，以滿足未來氫氣需求。

　　太陽能制氫，實現(xiàn)了可再生能源生產(chǎn)清潔能源，并可以有效地消納光伏發(fā)電，實現(xiàn)兩種重要新能源之間的有效結(jié)合應(yīng)用。

　　隨著光伏發(fā)電和電解水制氫技術(shù)的不斷發(fā)展，成本的逐漸降低，太陽能制氫將能逐漸滿足商業(yè)化的要求，多數(shù)專家認為太陽能制氫或會成為我國能源安全和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的又一生力軍。

　　在歐盟宣布碳中和計劃之前，已有30多個國家宣布碳中和目標，包括墨西哥、馬爾代夫等，此后中國、日本、韓國接連提出碳中和目標。全球重要的經(jīng)濟體，也就是占全球GDP75%、占全球碳排放量65%的國家開始碳中和。

　　中國承諾在2030年前，二氧化碳的排放將不再增長，達到峰值之后會逐漸減下去;而到2060年，針對排放的二氧化碳，中國會采取植樹、節(jié)能減排等各種方式全部抵消掉，因此發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是一項關(guān)乎國家完成碳中和的大事。

　　我國可再生能源資源充足，也有大量的副產(chǎn)氫資源，相關(guān)市場規(guī)模宏大，氫能產(chǎn)業(yè)有著廣闊發(fā)展空間。

　　因此，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，不僅可促使我國減少油氣對外依賴，提高能源安全水平，減少大氣污染排放，改善生態(tài)環(huán)境，建設(shè)清潔時代美好家園，還能帶動能源科技創(chuàng)新、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源體系變革和可再生資源高效開發(fā)利用，對我國能源體系的高質(zhì)量發(fā)展、高能耗產(chǎn)業(yè)清潔轉(zhuǎn)型、高端裝備制造以及汽車等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，都具有重大戰(zhàn)略意義。