继光伏、锂电、电动车后,中国出口第四驾新马车是……     DATE: 2023-09-28 03:19:09

界面新闻记者 | 侯瑞宁

中国氢燃料电池产业链已经建立,继光驾新燃料电池成本快速下降 。伏锂

在9月13-15日举行的电电动车中国(西部)氢能大会上,中国科学院院士、后中国际氢能与燃料电池协会理事长欧阳明高作出上述表示。国出

在此次大会上 ,口第欧阳明高从氢燃料电池的马车商业化 、电解制备绿氢、继光驾新氢能储运和加注、伏锂氢系统的电电动车集成和氢储能等四方面 ,分享了行业的后中最新进展与个人观点。

欧阳明高认为,国出以富余绿电资源低成本制氢为源头推动,口第以多元化场景应用为龙头拉动 ,马车将有助于要实现绿氢全产业链的继光驾新发展。

氢燃料电池成本快速下降

中国汽车工业协会的数据显示,去年中国燃料电池汽车产销量分别达到3626辆和3367辆,同比增长105.4%和112.8% 。

据欧阳明高介绍,去年中国氢燃料电池的系统成本3000元/kw,今年降至2500元/kw,预计到2025年将降到1000元/kw ,2030年将降到500元/kw,届时氢燃料电池能够和传统内燃机展开竞争 。

除了降低成本之外  ,进一步提高电池效率,是氢燃料电池今后的另一主要课题 。

欧阳明高表示,目前燃料电池的额定效率达到50%左右。未来要进一步提升到60%,这将意味着氢耗会大幅下降。

目前氢燃料电池系统的寿命普遍为2万小时左右。欧阳明高表示,希望2025年达到2.5万小时,到2030年达到3万-3.5万小时。

谈及氢燃料电池的应用场景,欧阳明高认为 ,交通是氢能的先导,但不是主体 。

“交通也就占整个氢能应用的20%  ,剩下80%应用都是其他场景  。”欧阳明高认为  ,下一步 ,氢能发电将是一个很大的市场 。

电解制备或成为第四大新能源出口产品

中国制氢领域已经走在世界前列。

中国氢能产业联盟数据显示 ,2022年,中国氢气产能约4882万吨/年,同比增长约1.2%;氢能产量约3533万吨/年 ,同比增长约1.9% 。中国已经成为最大的氢能生产国家。

欧阳明高预测,到2030年,中国可能会催生100 GW级别的绿氢电解制备市场。

彭博新能源财经曾预计 ,今年中国电解槽出货量约为1 GW 。

欧阳明高指出 ,叠加中国的绿氢电解在全球具有成本优势,绿氢电解设备有可能成为继光伏组件 、锂电池、电动汽车这三个新能源产品之后的第四大出口产品。前三者通常被业内称为国内出口增长的“新三驾马车” 。

根据电解槽隔膜材料的不同 ,电解水制氢可分为碱性电解(AWE) ,质子交换膜(PEM)电解以及固体氧化物(SOEC)电解三种技术路线 。

欧阳明高认为 ,当前最具潜力 、最现实、成本最低 、寿命最长 、最有中国优势的是碱性电解水制氢 。但是国内碱性制氢缺乏技术体系和标准 ,需要大幅进行的技术变革。

谈及碱性电解制氢存在的问题 ,他指出,包括电极衰减 、镀层脱落 、隔膜磨损和密封失效等。

“现在和今后一段时间 ,影响碱性电解槽最关键的仍是隔膜 。”欧阳明高表示 ,隔膜决定着电池的阻抗大小和效率高低以及电堆安全等  。

未来电池隔膜有两种选择,分别是阴离子膜和离子溶剂膜 。欧阳明高更看好后者,认为“这是未来的发展方向”。

储运成本中短期难下降

储运环节降本是中氢能产业发展的挑战之一。

欧阳明高算了一笔账,从氢能运输的角度看 ,原料氢的成本是11元/千克;如果用拖车输送20兆帕的氢气瓶,100公里需要10元/千克;加氢站的成本费用也需要10元/千克,最终加氢车辆的费用为30元/千克以上。

欧阳明高表示 ,提高储运压力是解决上述问题的途径之一。如果氢瓶的压力提高到50兆帕,单车运氢可接近1吨 ,运输成本会大幅下降。

“目前车用氢瓶压强大多为35兆帕 ,中期看不太可能突破。”欧阳明高称 。

如果是长距离运输氢气,管道被认为是经济的运输方式。

今年4月 ,中石化宣布,“西氢东送”输氢管道示范工程已被纳入《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》,标志着中国氢气长距离输送管道进入新发展阶段。

“西氢东送”起于内蒙古自治区乌兰察布市,终点位于北京市的燕山石化,管道全长400多公里,是国内首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。

在此次大会上 ,亿杰锋源执行董事王海峰表示,管道送氢的优势是运输100公里,每千克氢气运输成本将从10元降到0.5元。

氢储将是主流的长时储能方式

除了做燃料电池之外,欧阳明高认为 ,氢储能具有很大的应用场景和发展前景 。

氢储能是指光伏风电所生产的电有富余时 ,将其制成氢储存起来,当电网电不够的时候 ,再进行发电 ,以形成动力循环 。

欧阳明高认为,氢储能是非常重要的长周期大规模储能方式。虽然氢生产成本比电高 ,但储存成本比电低 。

欧阳明高给出的数据显示:1千克氢相当于33度电的能量 。电池储1度电需要花费至少1000元,储33度电需要3.3万元。如果用一个10兆帕的高压容器储1千克氢,最多就几百块元。

此外,电池不能长周期储能 ,因为它有自放电;也不能大规模储能,因为其成本太高。氢储存则不存在储能期限问题 ,放电周期可以很长。

“未来10%的可再生能源需要通过长时储能解决 ,主体就要氢储能 。”欧阳明高表示 ,10%的可再生能源意味着到2060年,中国需要1.5万亿度电的长时储能 。中国中短期电化学储能需求规模也就200亿度电。

在他看来 ,除了作为原料和燃料之外 ,氢储能将是氢能用于化工和钢铁之外的最大用途 ,也是未来新型电力系统的主要支柱 。