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「科創之聲」海上「氫」功磨練成

2024-12-22新聞
中國第一個工廠化海水製氫科研計畫近日在中國石化青島煉化建成,計畫采用海水直接制氫與綠電制氫相結合的方式,每小時可生產綠氫20立方米。
這個訊息令人振奮,因為海水製氫屬於前途遠大的未來產業。
一是市場前景廣闊。綠氫透過可再生能源發電直接制取,生產過程中基本不產生溫室瓦斯,符合全球減排和永續發展的大趨勢。
氫能是備受關註的清潔能源,可以直接作為能源提供給大型車輛、船舶使用,並作為長時間、大規模的儲能介質,不僅關系經濟發展向綠色低碳轉型,更是保障能源穩定供應的重要路徑。此外,氫還是高附加值精細化工產品的原料,又可作為冶金和精煉過程中的還原劑,實作工業降碳的目標。目前,全球公布氫能戰略的國家和地區已超50個。
二是資源儲備豐富。制取1公斤氫至少要消耗9公斤水,在傳統電解水技術路線中,巨量的淡水資源消耗是限制氫能發展的關鍵瓶頸之一。
陸地水資源有限,科學家們就把目光投向海洋。海洋是地球上最大的氫礦,從大海中取氫是未來氫能發展的重要方向。電解海水製氫需消耗大量電能。在中國沿海地區和海域,風能、太陽能等綠電資源和海水資源都很豐富,具備綠電生產綠氫的資源優勢。海水直接電解制氫,堪稱一舉兩得,不僅節省寶貴的淡水資源,還能將不穩定且較難儲存的綠電資源轉化為相對容易儲存和消納的綠氫資源。
當然,海上「氫」功用處大,要練成也很難。
海水中約3%的鹽含量以及雜質中的氯離子,會對電解裝置電極造成腐蝕,陽離子的沈積可能堵塞裝置孔道,降低電解效率甚至損壞裝置。這些亟待解決的技術難題,正是海水製氫產業化的一只攔路虎。國家發展改革委、國家能源局曾釋出【氫能產業開發中長期規劃(2021—2035年)】,提出推進海水製氫等氫能相關的新技術研發。目前看成績斐然,中國氫能專利數量現已位居全球第一,綠氫制取、氫燃料電池、大流量加氫站控制系統等不同環節的技術均取得突破。
成本問題則是另一只攔路虎。目前海水製氫70%成本來自於能源消耗,15%左右來自裝置成本,15%來自運維成本。在0.4元每千瓦時電成本下,海水製氫的成本大約為每公斤氫氣22元。有專家認為,海水製氫成本降低至10元以內後,氫能產業將迎來黃金發展期,成為推動能源綠色低碳轉型的關鍵力量。但這意味著綠電成本需要降至每千瓦時電0.2元以下,這並不容易。此外,目前中國氫能產業鏈體系不夠完備,氫能產業鏈的生產、儲存、運輸和套用等各環節成本都相對較高,市場商業化行程仍有待提高。
展望未來,要練好海上「氫」功,功夫不只在海上。氫能產業發展需要做好頂層規劃和政策扶持。要加強研發,利用國家創新體系,支持氫能從生產到利用的技術創新和裝置研發,貫通重點領域前沿技術和關鍵共性技術的研發供給;要給予專項資金支持,包括政府直接補貼、貸款貼息、綠色金融等支持,同時要在推動國資成為耐心資本的同時、吸引更多社會資本參與氫能產業的長期投資;要做好新場景套用示範,在公共交通、社會商用車等適合氫能套用的領域加大示範和推廣力度,在實用中叠代新技術、降低新產業成本、形成新商業模式。 (作者:佘惠敏 來源:經濟日報)