氫能發(fā)展異常迅速，制氫環(huán)節(jié)更是突飛猛進。在堿性、PEM、AEM、SOEC幾種制氫方式中，堿性水電解制氫是發(fā)展成本最低、發(fā)展最快的技術(shù)，堿性電解槽也被認為是一種成熟的工業(yè)產(chǎn)品。但從實際上來看其技術(shù)依然存在不足。

近日，在2024第四屆中國綠氫與應(yīng)用發(fā)展論壇上，國家能源集團氫能領(lǐng)域首席專家，國家能源集團北京低碳清潔能源研究院氫能（氨能）技術(shù)中心副主任何廣利就當(dāng)前綠氫技術(shù)思考以及低碳院的研發(fā)實踐作出報告。

何廣利從行業(yè)整體以及液氫、電解槽、加氫站、傳統(tǒng)能源耦合等幾個細分領(lǐng)域分析了當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，并介紹了低碳院目前的研發(fā)成果。

從行業(yè)來看，近幾年，氫能行業(yè)發(fā)展勢頭很好，但從技術(shù)角度來看，行業(yè)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究依然薄弱。

由液氫舉例，近兩年國內(nèi)氫液化呼聲很高，但在國際上氫液化已經(jīng)有幾十年研究應(yīng)用歷史。在性能方面，目前國內(nèi)沒有測試液氫極端低溫下的物性的機構(gòu)，在設(shè)計裝備時僅應(yīng)用美國檢測機構(gòu)的數(shù)據(jù)，無法判斷數(shù)據(jù)是否正確，在這一點上被拿住了命脈。

由堿性電解水制氫來說，近幾年堿性電解槽價格上漲飛快，但性能提升并不多。從技術(shù)水平發(fā)展來看，堿性電解槽完全沒有達到技術(shù)成熟的程度，技術(shù)性能提升的空間依然很大。

何廣利介紹了低碳院新型高效堿性電解槽技術(shù)成果，該電解槽完全采用非貴金屬材料體系，通過創(chuàng)新技術(shù)大幅降低了內(nèi)阻、增大反應(yīng)界面。實現(xiàn)電流密度1A/c㎡下小室電壓1.8V，電流密度2A/c㎡小室電壓約2V。

加氫站方面，國內(nèi)加氫站按照國際以及國內(nèi)新發(fā)布標準做加注協(xié)議少于50%，絕大部分加氫站屬于撬裝直充加氫站，從特種設(shè)備管理角度來講并不符合管理規(guī)定。何廣利認為，加氫站目前處于數(shù)量上擴張階段，質(zhì)量上的關(guān)注并不太多。

何廣利介紹了低碳院加氫方面的技術(shù)成果，成功開發(fā)國內(nèi)首個取得國際認證的35/70MPa快速加氫站＆加氫機。加氫機和壓縮機技術(shù)在2021年和2022年入選國家能源局能源領(lǐng)域首臺套重大裝備名錄。其關(guān)鍵裝備及系統(tǒng)分別入選2020年和2022年國資委中央企業(yè)創(chuàng)新成果推薦目錄。

從整體行業(yè)來看，加氫站裝備還在進行從無到有的努力，在后續(xù)技術(shù)突破、創(chuàng)新仍需加強，實現(xiàn)從有到優(yōu)。

針對煤炭的利用，低碳院自主設(shè)計了國內(nèi)規(guī)模最大的首套CO2近零排放的IGFC試驗示范系統(tǒng)，包括5套SOFC發(fā)電模塊，燃料電池系統(tǒng)最大發(fā)電功率101.7kW，發(fā)電效率53.2%，CO2捕集率98.6%。何廣利表示，氫能有可能會改變傳統(tǒng)能源的生產(chǎn)和使用形式。

對于最關(guān)鍵的成本問題，何廣利介紹，在綠氫制取方面，國內(nèi)尚未形成規(guī)模化，可再生能源制氫僅占我國氫源比例的1%，綠氫成本高達15-20元/公斤。可再生能源資源稟賦與應(yīng)用場景分布不均衡，且儲運成本高昂，導(dǎo)致氫氣成本進一步升高，達到500公里15-30元/公斤。

在降本方面，當(dāng)前光伏電價持續(xù)降低，當(dāng)電價低于0.2元/kWh時，堿性電解的設(shè)備成本占比高于30%，此時能效和單位制氫成本成為關(guān)鍵。性能上要提升電解槽的功率密度、電流密度。

場景技術(shù)降本方面，何廣利介紹了中壓堿性電解制氫技術(shù)，可用于直接天然氣管網(wǎng)注氫，省去了壓縮機成本和壓縮能耗，但需要平衡中壓導(dǎo)致電解能耗以及設(shè)備成本的增加。高壓PEM電解水制氫技術(shù)，可直接給燃料電池車加注，需要平衡高壓導(dǎo)致電解能耗和設(shè)備成本增加，節(jié)省壓縮機成本和壓縮能耗。

最后，何廣利拋磚引玉提出問題：最適宜的單體電解槽規(guī)模、最適宜的電解槽的工作電壓、電解槽壽命定義、壽命加速評測以及國家氫能路線圖何時出臺。

總的來看，氫能行業(yè)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，但從技術(shù)上來講還是有很大進步空間。

到目前為止，國家能源集團牽頭2項國資委“1025”專項和10項國家重點研發(fā)計劃項目，參與10余項國家重點研發(fā)計劃項目，2023年新獲批線頭承擔(dān)3項國家重點研發(fā)計劃項目。是牽頭承擔(dān)氫能領(lǐng)域國家項目最多的公司。

國家能源集團是全球最大的煤炭、煤化工、風(fēng)電、火電公司，可為氫能應(yīng)用（包括化工、發(fā)電、交通）提供最全的應(yīng)用場景。

北京低碳清潔能源研究院（以下簡稱“低碳院”）作為國家能源集團的直屬研發(fā)機構(gòu)，有27項重點任務(wù)（10項已納入國家部委科技計劃任務(wù)），其中基礎(chǔ)性技術(shù)4項，緊迫性技術(shù)12項，前沿性技術(shù)6項，顛覆性技術(shù)5項。

（根據(jù)嘉賓現(xiàn)場演講整理未經(jīng)嘉賓審核）