以光伏發電制氫為例，現在光電轉化率達20%以上，制氫效率已達16%，穩定性良好。據測算，10%以上的制氫效率已經具備了商業化價值。從成本上看，電解水制氫包括60%的可再生能源發電成本和35%的電解水成本，這兩項成本一直都在下降，“綠氫”落地并不遙遠。

“大規模不可控‘風光’并網對電網安全性帶來巨大挑戰，如果可再生能源用來制氫，對其消納具有重要意義，也有利于我國達到碳中和的目標。”中國科學院院士李燦近日在2020張家口長城·國際可再生能源論壇上表示。

各地紛紛布局氫能產業之際，不少地區走出了一條與眾不同的氫能發展之路。近日，蘭州新區綠色化工園區全球首個千噸級“液態太陽燃料合成示范工程”項目順利通過連續72小時試運行。

去年，國家能源集團牽頭承擔的國家重點研發計劃“大規模風/光互補制氫關鍵技術研究及示范”獲批，進入啟動階段。據不完全統計，僅今年以來，我國已簽約“風光”制氫項目超過20個。“風光”發電制氫成本不斷下降，為制氫環節脫碳提供了一條可行路徑。

可再生能源制氫前景廣闊

氫氣是公認的清潔能源，但我國制氫過程并不“潔凈”。目前，我國制氫主要原料為煤或天然氣，由于生產過程排放大量二氧化碳，被視為不完全清潔的“灰氫”。

風電、光伏等可再生能源已成為我國新增電力的主力，其新增裝機量及累計裝機量均排名世界第一，清潔能源替代作用日益顯現，但棄風、棄光、棄水問題同樣嚴峻。以風電為例，雖然今年全國風電紅色預警全面解除，但棄風現象猶存，不止于“三北”，湖南省棄風率竟也高達35%以上。

中國可再生能源學會氫能專業委員會主任委員蔣利軍認為可再生能源制氫是未來的發展方向。“如果能用可再生能源制氫替代現有的煤制氫，既能促進可再生能源電力消納，獲得真正潔凈的‘綠氫’，還可為煤化工和石油化工提供潔凈的原料氫。”

蘇州競立制氫設備有限公司總經理助理董太明表示認同。“可再生能源制氫一舉兩得，實現雙贏。棄電制氫，就地解決大量棄電、富余電的同時，還大大減少了二氧化碳的排放，可逐步替換傳統的化石能源制氫。”

據董太明測算，如果把“風光水”棄電的一半用來制氫，一年大概可制氫5.5億公斤。按每輛公交車日用氫氣8千克計算，可供18萬輛公交車使用一年。

我國氫能產業發展已按下“加速鍵”。去年我國氫氣產量突破2000萬噸，成世界第一“產氫大國”。中國氫能聯盟去年發布《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》顯示,氫氣需求量接近6000萬噸，占終端消費10%。蔣利軍預測，伴隨氫氣需求日益增長，將帶動可再生能源再發展。

電價、儲運環節均有降本空間

可再生能源制氫如此“完美”，為何現階段我國仍以煤制氫和天然氣制氫為主？

蔣利軍表示，目前風光制氫的成本仍高于化石能源。“從制氫上游成本電價來說，目前生產1立方米氫氣需要消耗大約5-5.5千瓦時電能，如果電價低于0.3元/千瓦時，制氫價格可以承受。目前我國風電平均發電成本0.29元/千瓦時、光伏發電成本0.35元/千瓦時。”

無論何種原料制氫，都要面對氫能儲運成本和安全性難題，可再生能源制氫的特殊之處在于，大型可再生能源基地遠離負荷中心，儲運問題更加突出。

北京低碳清潔能源研究所氫能研發部門經理何廣利表示，可再生能源制氫有兩種模式：一種模式是在電源側直接制氫，但我國大型可再生能源基地分布在西北、東北、西南地區，如何把氫高效、低成本的運出來是個問題；另一種模式是直接利用上網的“綠電”在需求側制氫，可避免氫氣的遠距離運輸，但需要負擔電網過路費。

氫氣生產制造、儲存運輸的目的，是為了滿足終端消費，但目前氫能終端市場建設尚不完善。蔣利軍表示，目前加氫站用國產設備的可靠性還需要提高，大部分新建加氫站為了保證安全穩定運行，在壓縮機和加氫機關鍵部件等方面仍采用進口設備，導致建站成本偏高。

由于氫氣具有易燃易爆的特性，老百姓往往“談氫色變”，政府也將氫氣作為危化品來管理。在北京中電豐業技術開發有限公司總經理王德軍看來，雖然氫氣在大部分國家也屬于危險化學品，但并不妨礙它的第二種屬性，氫氣也需要被賦予能源屬性。

可再生能源制氫逐漸成熟

何廣利表示，對可再生能源電解水制氫而言，項目具有可行性的關鍵在于電價、電解水裝置的負荷率。“如果每公斤制氫消耗可再生能源電能40-45千瓦時，且保證裝置接近滿負荷運轉，從成本上說，將具備競爭力，這也會大大促進可再生能源制氫的發展。”

“綠氫”落地看似藩籬重重，但并非遙不可及。就成本問題而言，李燦指出，以光伏發電制氫為例，現在光電轉化率20%以上，制氫效率已達16%，穩定性良好。據測算，10%以上的制氫效率已經具備了商業化價值。從成本上看，整個電解水制氫包括60%的可再生能源發電成本和35%的電解水成本，這兩項成本一直都在下降，“綠氫”落地并不遙遠。

蔣利軍指出，我國可再生能源電價成本有相當一部分是非技術因素構成的。“如果有合理的政策引導，‘風光’發電成本將進一步下降，同時，可再生能源離網制氫具有非常廣闊的前景。”

對于儲運難題，李燦指出，將可再生能源產氫與二氧化碳反應轉化為甲醇，可解決氫能儲運的安全問題，甲醇與水進行重整反應制氫，可為加氫站制氫，能現用現制。“甲醇可以解決氫運輸安全問題。把甲醇用水重整，到加氫站再放出氫氣，儲氫效率至少12%。如果運輸過程中不加水，到加氫站再加水，效率可達18.75%，每噸甲醇可放187公斤氫氣，而商業化儲氫效率達7%就具備經濟性。”



原標題:可再生能源發電成本和電解水成本均快速下降 “綠氫”經濟性優勢漸現