東方氫島已建設(shè)完畢 制氫還有哪些瓶頸

據(jù)了解，二期也在加速推進(jìn)，預(yù)計(jì)到2023年，年制氫能力將達(dá)到4500噸。目前，中國(guó)石化是中國(guó)最大的氫氣生產(chǎn)商，年產(chǎn)能超過(guò)390萬(wàn)噸，約占全國(guó)氫氣產(chǎn)量的11%。

今年11月初，國(guó)家發(fā)布《關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見(jiàn)》，明確表示將推進(jìn)氫燃料電池汽車示范應(yīng)用，有序推進(jìn)清潔能源汽車。2020年引入《關(guān)于印發(fā)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）的通知》，將燃料電池汽車(主要是加氫)列為“深”三縱三橫研發(fā)之一；中國(guó)的三維布局。

隨著人類社會(huì)向碳中和和二氧化碳排放峰值發(fā)展，新能源開(kāi)始大放異彩，以氫氣為能源的燃料電池汽車也開(kāi)始在市場(chǎng)上嶄露頭角。根據(jù)韓國(guó)市場(chǎng)研究院SNE研究院10月底發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年1-8月，氫燃料電池汽車(FCEV)全球注冊(cè)銷量為1.12萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)91.7%。

中國(guó)科學(xué)院院士、Xi交通大學(xué)動(dòng)力工程多相流國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任郭烈錦近日在接受媒體采訪時(shí)表示，氫氣在能源轉(zhuǎn)化中的作用將比目前大多數(shù)人想象的要大。

普通人認(rèn)為氫能主要用于氫燃料電池汽車，即交通領(lǐng)域使用的動(dòng)力能源，起到替代化石能源的作用。

事實(shí)上，在未來(lái)碳中和目標(biāo)的清潔無(wú)污染可持續(xù)能源供應(yīng)體系中，氫氣的作用不僅可以替代傳統(tǒng)交通和移動(dòng)電源中使用的油氣，還可以替代一些工業(yè)和民生中使用的傳統(tǒng)能源。郭烈錦認(rèn)為，在未來(lái)社會(huì)，氫和電應(yīng)該構(gòu)成人類社會(huì)的主要二次能源。

然而，在目前的制氫過(guò)程中，主要是通過(guò)電解水來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)數(shù)據(jù)，一噸氫氣需要消耗12噸水。其實(shí)目前電解水制氫不是分解純水，而是分解電解液，而這些電解液在制備過(guò)程中也會(huì)排放污染物，只是多少的問(wèn)題。

因此，在實(shí)際的水電解過(guò)程中，會(huì)消耗大量的水，在制氫過(guò)程中會(huì)浪費(fèi)大量的水。主要原因是目前的制氫工藝過(guò)于復(fù)雜。除了一些用于制氫的原水，大量的清水主要被輔助工藝消耗或污染，這一工藝也增加了能耗。

據(jù)郭烈錦介紹，目前實(shí)驗(yàn)室電解水制氫的最高效率在80%左右，而分解水制氫，無(wú)論是電解、熱解還是光解，都是通過(guò)輸入能量打破水分子的氫氧鍵，從而獲得氫氣和氧氣。

因此，可以鼓勵(lì)在現(xiàn)有光伏或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上增加電解水制氫裝置，將這部分電能轉(zhuǎn)化為氫能并儲(chǔ)存起來(lái)。畢竟電能很難儲(chǔ)存。然而，存在商業(yè)光伏發(fā)電效率約為20%的問(wèn)題。如果用這部分動(dòng)力電解水制氫，效率會(huì)更低。

數(shù)據(jù)顯示，電解水制氫時(shí)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方米的氫氣會(huì)消耗4到5度電。而且，由于不同地區(qū)電價(jià)不同，比如廣東、浙江，電價(jià)相對(duì)較貴，一旦用電在1-2元左右，用電制氫就不值得了。如果用傳統(tǒng)煤制氫，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方氫氣的成本只有0.8元左右，最高不超過(guò)1元。

然而，氫燃料已經(jīng)發(fā)展多年，但尚未進(jìn)入大規(guī)模普及。