東方氫島已建設(shè)完畢 制氫還有哪些瓶頸

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）近期，據(jù)中國(guó)石化公開披露，由中國(guó)石化所屬青島煉化承建的山東省最大氫燃料電池供氫項(xiàng)目，即青島市氫能資源基地項(xiàng)目建成。該項(xiàng)目氫氣年產(chǎn)能力為2250噸，預(yù)計(jì)今年12月底投產(chǎn)。

據(jù)了解，第二期也在加速推進(jìn)當(dāng)中，預(yù)計(jì)到2023年氫氣年產(chǎn)能將達(dá)到4500噸。目前，中國(guó)石化是國(guó)內(nèi)最大的氫氣生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)能力超過(guò)390萬(wàn)噸，占全國(guó)氫氣產(chǎn)量的11%左右。

在今年11月初，國(guó)家印發(fā)了《關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見(jiàn)》明確提出，推動(dòng)氫燃料電池汽車示范應(yīng)用，有序推廣清潔能源汽車。2020年，推出了《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（以加氫為主）列為我國(guó)“深‘三縱三橫’研發(fā)布局”的一縱之一。

隨著人類社會(huì)向碳中和、碳達(dá)峰的大方向邁進(jìn)，新能源開始大放異彩，而以氫氣作為能源的燃料電池汽車也開始在市場(chǎng)中開始嶄露頭角。據(jù)韓國(guó)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)SNE Research10月底公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年1-8月，氫燃料電池汽車（FCEV）全球注冊(cè)銷量1.12萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)91.7%。

中國(guó)科學(xué)院院士、西安交通大學(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，氫能在能源轉(zhuǎn)型中將起到的作用比當(dāng)前大多數(shù)人所認(rèn)為的可能會(huì)更大。

普通人認(rèn)為氫能主要用于氫燃料電池汽車方面，也就是運(yùn)用到交通領(lǐng)域的動(dòng)力能源，起到一個(gè)替代化石能源的作用。

而事實(shí)上，在未來(lái)碳中和目標(biāo)的潔凈無(wú)污染可持續(xù)能源供給體系中，氫的作用除了替代傳統(tǒng)交通工具和移動(dòng)動(dòng)力的用油、氣外，還可以替代一部分工業(yè)和民生領(lǐng)域的傳統(tǒng)用能。郭烈錦認(rèn)為，在未來(lái)社會(huì)中，氫應(yīng)該與電一起構(gòu)成人類社會(huì)的主體二次能源。

不過(guò)在當(dāng)前制氫過(guò)程中，主要通過(guò)電解水來(lái)實(shí)現(xiàn)，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，1噸氫氣需要消耗12噸水。事實(shí)上，當(dāng)下的電解水制氫，并不是分解的純水，而是分解的電解液，而這些電解液在制備過(guò)程中同樣會(huì)有污染物排出，只是多少的問(wèn)題。

所以在實(shí)際電解水過(guò)程中，會(huì)消耗大量的水，并且許多水在制氫過(guò)程中被浪費(fèi)了。主要是因?yàn)楫?dāng)前制氫工藝過(guò)于復(fù)雜，除了生成氫氣所用的部分原料水以外，大量干凈的水主要是被輔助工藝過(guò)程消耗或者污染，并且這一過(guò)程還增加了能耗。

據(jù)郭烈錦透露，當(dāng)前電解水制氫在實(shí)驗(yàn)室的最高效率約為80%，而分解水制氫，不論是用電解、熱解或者光解，都是通過(guò)輸入能量將水分子的氫氧結(jié)合鍵打斷，從而得到氫氣和氧氣。

因此可以鼓勵(lì)將現(xiàn)有的光伏或者風(fēng)力發(fā)電設(shè)備加裝電解水制氫裝置，將這部分的電能轉(zhuǎn)化成氫能形式儲(chǔ)存起來(lái)，畢竟電能是很難存儲(chǔ)的。不過(guò)有個(gè)問(wèn)題是，商業(yè)光伏發(fā)電的效率大概在20%左右，如果將這部分電力用來(lái)電解水制氫，效率也會(huì)更低。

有數(shù)據(jù)顯示，電解水制氫，一標(biāo)立方的氫氣將消耗4度到5度電。并且由于不同地域的電價(jià)不相同，比如廣東、浙江一帶，電價(jià)較貴，一度電在1-2元左右，使用電力來(lái)制氫成本上劃不來(lái)。如果使用傳統(tǒng)的煤制氫，一標(biāo)立方氫氣的成本只有0.8元左右，最高不超過(guò)1元。

不過(guò)氫燃料已經(jīng)發(fā)展多年，仍然沒(méi)有進(jìn)入到大規(guī)模普及中，一個(gè)主要原因是成本太高，當(dāng)然成本隨著大規(guī)模量產(chǎn)后，肯定會(huì)持續(xù)下降。

成本主要在于制造氫氣本身的成本以及制造氫燃料電池的成本，同時(shí)氫氣作為目前已知世界中最小的分子，想要存儲(chǔ)很難，只能盡量減少氫氣的泄露，因此對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備成本要求極高。

此外，想要將氫作為能源必然還要搭建基礎(chǔ)設(shè)施，比如加氫站。但隨著國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)的扶持政策，氫氣作為新能源的重要一環(huán)，將在未來(lái)發(fā)揮更重要的作用。

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