2023年世界氫能技術(shù)大會，中國電動汽車百人會副理事長、中國科學院院士歐陽明高做了題為《綠色氫能研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進展及技術(shù)展望》的演講，就綠氫制備技術(shù)、氫能大系統(tǒng)集成、氫儲能等諸多話題分享了團隊的產(chǎn)品和研發(fā)進展。以下為演講摘錄。
堿性電解技術(shù)具備長期競爭力，是中國電解槽的發(fā)展趨勢和優(yōu)勢產(chǎn)品
綠氫制備，我認為或許是比燃料電池更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。因為燃料電池作為發(fā)電裝置，還有其他多元化的氫發(fā)電裝置，但是通過電解水來做綠氫制備，目前看來，還是唯一的途徑。
目前看，電解水有三種技術(shù)路線——固體氧化物，國內(nèi)的水平還需要發(fā)展一些時間，我想真正的規(guī)模化可能要在2030年前后。質(zhì)子交換膜，目前成本偏高，壽命還是個問題，且需要各種貴金屬。現(xiàn)在，歐洲市場已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子交換膜電解水在壽命上有問題，但它國內(nèi)運轉(zhuǎn)時間很短，所以這一問題，國內(nèi)還沒發(fā)現(xiàn)。目前，中國的優(yōu)勢還是在堿性電解——它是性價比最高、在國際上具有優(yōu)勢的電解水裝備，是實現(xiàn)大規(guī)模、長壽命、低成本制氫的主流技術(shù)。當然，堿性電解水有很多缺點，我們認為，它還有很大的優(yōu)化潛力和挖潛的空間。堿性電解槽不是過渡產(chǎn)品，是個長期具有競爭力的一個產(chǎn)品，應該成為中國電解槽的發(fā)展趨勢和優(yōu)勢產(chǎn)品。
中國堿性電解水設備性能優(yōu)化的潛力和生產(chǎn)方式的革新還有很大空間
我們推出了堿性電解產(chǎn)品“氫舟™”，具備三大優(yōu)勢：安全、高效、智能。我們改變了中國圓形電解片的傳統(tǒng)格局，使流場更均勻，效率更高。我們大量使用數(shù)字化技術(shù)，可以遠程更新程序，更智能。這都是我們認為行業(yè)發(fā)展需要注重的技術(shù)。同時，現(xiàn)在的電解槽一旦出現(xiàn)問題，需要拉回廠家進行修理和保養(yǎng)，從工業(yè)的角度這是不合適的。而我們的堿性電解產(chǎn)品在運行了5000小時后，在現(xiàn)場12小時內(nèi)完成了單片的直接更換。這是目前傳統(tǒng)電解槽做不到的。
此外，在部分負荷的效率即最高效率上，氫舟™可以做到3.98kWh/Nm³，即每立方米氫氣4度電。這已經(jīng)達到80%以上的效率，非常高了。
總結(jié)而言，氫能與風光電伏結(jié)合正在成為新趨勢，電解水制氫裝備產(chǎn)業(yè)化給氫能領(lǐng)域帶來活力，中國堿性電解水設備的性價比全球領(lǐng)先，但性能優(yōu)化的潛力和生產(chǎn)方式的革新還有很大空間。
綠電制氫大系統(tǒng)需要克服一系列關(guān)鍵技術(shù)問題
此外，還有制氫大系統(tǒng)的集成技術(shù)和關(guān)鍵工程問題。這關(guān)聯(lián)到一系列問題，比如安全問題，又如控制問題。跟蹤波動性的風光，可以通過改變電解槽開和停的規(guī)律來解決。要做到這些，需要克服無數(shù)難關(guān)——比如說綠電波動性導致的制氫安全問題，氧中氫達到一定濃度后，很可能會帶來安全問題。所以我們現(xiàn)在建設了仿真平臺，來模擬場景，解決問題。在氫安全方面，我們制造了裝置來檢測氫氣的泄漏，在北京冬奧會期間保障氫能的運轉(zhuǎn)安全，包括保障冬奧會的火炬安全等。安全監(jiān)控、大數(shù)據(jù)、安全預警等，也都需要進一步加強。
以綠氫制備的商業(yè)價值為源頭推動，以多元化、大規(guī)模商業(yè)示范應用為龍頭拉動，帶動綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
氫能產(chǎn)業(yè)面臨一系列挑戰(zhàn)，首先就是產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)多元化的技術(shù)選擇。氫能是個很長的技術(shù)鏈條，每個環(huán)節(jié)都有多種選擇。找不到主流技術(shù)，怎么辦？我們認為，不存在統(tǒng)一的模式和標準的解決方案。因事制宜、因地制宜，國情決定路線，場景定義產(chǎn)品。
國情決定路線，如何理解？比如說日本自身沒有氫氣，需要從外部輸送，他就需要大量制造氨。而我們有氫氣，就沒有必要換成氨。再比如，歐洲和日本的電力都很貴，而中國的電力相對低廉。所以日本的燃料電池甚至可以用于家用，而中國去推廣這一路線就很難了。所以，國情決定路線，場景定義產(chǎn)品，沒有標準答案。
其次，氫的核心問題，是成本。成本高就沒有競爭力，就推不開。降低成本需要精心的籌劃。比如說，分布式發(fā)電可以用燃料電池，集中式就不能用燃料電池，還得用鍋爐的摻燒。這就是多元化的發(fā)電技術(shù)路線。小規(guī)模、小功率、兆瓦級用燃料電池可以的，但也有氫燃氣輪機，也有摻氫鍋爐。中國正在大規(guī)模搞煤電的靈活性改造，面臨的問題是部分負荷下不去，因為煤的燃燒穩(wěn)定性不好。如果摻氫進去，用氫極佳的燃燒特性，就可以把負荷拓寬，同時降低碳排放。煤電廠是不會消失的，并不是要把火電廠去掉，它將來是要作為調(diào)節(jié)電廠而存在，關(guān)鍵是燃料要逐步替代。
展望未來，氫能產(chǎn)業(yè)鏈要以綠氫制備的商業(yè)價值為源頭推動，以多元化、大規(guī)模商業(yè)示范應用為龍頭拉動，帶動綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
