继光伏、锂电、电动车后,中国出口第四驾新马车是…… DATE: 2023-10-01 01:06:04
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。