4月26日，第四屆世紀(jì)氫能與燃料電池大會(huì)在京召開(kāi)，中船(邯鄲)派瑞氫能科技有限公司技術(shù)副總薛賀來(lái)發(fā)表演講。

他表示，隨著氫能的發(fā)展，水電解制氫發(fā)展迅速，但由于區(qū)別于傳統(tǒng)制氫，在發(fā)展過(guò)程中也會(huì)遇到許多問(wèn)題。

薛賀來(lái)從氫能背景及綠氫裝備現(xiàn)狀、綠氫制備技術(shù)關(guān)注點(diǎn)兩方面分享了綠氫行業(yè)中電解之制氫裝備與技術(shù)的問(wèn)題。

氫能背景及綠氫裝備現(xiàn)狀

在雙碳”背景下，氫氣具有了能源特性，隨著國(guó)家政策和各省市氫能相關(guān)政策的發(fā)布，氫能產(chǎn)業(yè)步入快車道。

薛賀來(lái)介紹了“N+H+N”體系，N是可再生能源，要發(fā)展氫能需要可再生能源，后通過(guò)氫氣儲(chǔ)能，或者氫氣轉(zhuǎn)化達(dá)成能源利用，“N+H+N”是將氫氣作為能量存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化載體的體系。

薛賀來(lái)介紹，根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟研究報(bào)告，到2025年我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬(wàn)億元，到2030年碳達(dá)峰的時(shí)候?qū)⑦_(dá)到3715萬(wàn)噸，氫能源逐漸成為中國(guó)終端能源體系的消費(fèi)主體。

目前前沿的制氫方式是電解水制氫，也就是制綠氫，薛賀來(lái)表示，綠氫逐步取代灰氫是必然，到2050年，綠氫利用率將占所有氫氣的70%。

全球氫能已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展新階段，目標(biāo)是到2030年電解水產(chǎn)能裝機(jī)量達(dá)到200GW，到2050年達(dá)到5000GW，在發(fā)展過(guò)程中，各個(gè)國(guó)家都推出了自己的氫能發(fā)展的路線圖，尤其是沙特阿拉伯中東國(guó)家，也進(jìn)行了能源轉(zhuǎn)型。根據(jù)預(yù)測(cè)，國(guó)內(nèi)綠氫到2025年年需求總量為3500萬(wàn)噸氫氣，其中綠氫占了35萬(wàn)噸。到2030年年需求量3700萬(wàn)噸，綠氫將達(dá)到500萬(wàn)噸。

綠氫制備技術(shù)關(guān)注點(diǎn)

薛賀來(lái)表示，大功率、高效、低成本、長(zhǎng)壽命的制氫設(shè)備是主要發(fā)展趨勢(shì)，并在將來(lái)適應(yīng)模塊化、組合式、自適應(yīng)的多臺(tái)套聯(lián)動(dòng)綠氫系統(tǒng)。當(dāng)前電解水制氫技術(shù)包括傳統(tǒng)堿性電解（ALK）、質(zhì)子交換膜（PEM）、堿性陰離子交換膜（AEM）和固體氧化物（SOFC）。

傳統(tǒng)堿性電解槽和質(zhì)子交換膜在市場(chǎng)中有一定應(yīng)用，從目前水電解技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，2030年之前，堿性、PEM 電解制氫技術(shù)仍然作為市場(chǎng)主流廣泛應(yīng)用。堿性制氫裝備市場(chǎng)容量保持在85%以上；陰離子交換膜（AEM）與固體氧化物（SOEC）制氫技術(shù)由實(shí)驗(yàn)階段轉(zhuǎn)為小型化應(yīng)用階段。2060年之前，圍繞清潔化、低碳化、低成本的需求，各類制氫技術(shù)結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景形成多元制氫體系。

薛賀來(lái)表示，隨著技術(shù)的發(fā)展，堿性電解槽和PEM電解槽依然為發(fā)展的主體，當(dāng)前堿性電解槽成本較低、規(guī)模較大，PEM成本相對(duì)較高，但與可再生能源契合更為緊密，所以在發(fā)展過(guò)程中要進(jìn)一步降低PEM電解槽的制造成本。

本質(zhì)技術(shù)提升及系統(tǒng)優(yōu)化是氫能發(fā)展的根本，要進(jìn)一步降低電解槽能耗，電極和電極隔膜是最主要的。

今年三千例電解槽已投入市場(chǎng)，區(qū)別于小規(guī)模電解槽，一千例電解槽在各種控制上，從工藝系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)方面都有明顯變化。如在溫度控制上大槽體溫度控制起來(lái)沒(méi)有小槽體控制的那么平穩(wěn)，液位、溫度、循環(huán)量等參數(shù)在大規(guī)模制氫中也是相互影響的。

薛賀來(lái)提到，可再生能源也是風(fēng)電光伏制氫源頭，能量管理系統(tǒng)電壓等級(jí)變化、直流變化統(tǒng)稱為能量管理系統(tǒng)，電解水制氫如何更好的跟可再生能源進(jìn)行匹配，適應(yīng)可再生能源波動(dòng)性間歇性的發(fā)電特性，是電解水制氫需要研究的課題。

而對(duì)于提高大規(guī)模制氫效率底下問(wèn)題，薛賀來(lái)分析，是前期能量的管理出了問(wèn)題，一部分電量沒(méi)有作用到電解槽上，規(guī)模的擴(kuò)大也增加了電量的損失，但電量損失在哪里還需要一定時(shí)間的探討。此外隨著規(guī)模的擴(kuò)大，也要注意水電解制氫裝置的安全性。

除槽體的本質(zhì)外，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，氣液分離技術(shù)也要作出提升，薛賀來(lái)表示，如果全靠重力分離容器會(huì)，不僅體積很大，并且分離的不完全，會(huì)影響到電解效率和氣體純度。

系統(tǒng)控制技術(shù)是將水電解制氫系統(tǒng)充分跟前期可再生能源電力系統(tǒng)給它結(jié)合起來(lái)，包括但不限于管理級(jí)的網(wǎng)絡(luò)、控制極網(wǎng)絡(luò)、站點(diǎn)級(jí)網(wǎng)絡(luò)。

在最后，薛賀來(lái)提出，用戶最終關(guān)注的是制氫成本，而這需要降低設(shè)備成本和用電成本，同時(shí)還要提高設(shè)備利用率。在設(shè)備技術(shù)層面，要從槽體的本質(zhì)、輔助設(shè)備以及能源管理方面進(jìn)行解決，提高電解效率，提升電解的品質(zhì)。

（根據(jù)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)演講整理，未經(jīng)嘉賓本人審核）