碱性电解槽已经很成熟了？专家表示：并非如此

氢能发展异常迅速，制氢环节更是突飞猛进。在碱性、PEM、AEM、SOEC几种制氢方式中，碱性水电解制氢是发展成本最低、发展最快的技术，碱性电解槽也被认为是一种成熟的工业产品。但从实际上来看其技术依然存在不足。

近日，在2024第四届中国绿氢与应用发展论坛上，国家能源集团氢能领域首席专家，国家能源集团北京低碳清洁能源研究院氢能（氨能）技术中心副主任何广利就当前绿氢技术思考以及低碳院的研发实践作出报告。


何广利从行业整体以及液氢、电解槽、加氢站、传统能源耦合等几个细分领域分析了当前氢能产业发展情况，并介绍了低碳院目前的研发成果。
从行业来看，近几年，氢能行业发展势头很好，但从技术角度来看，行业的应用基础研究依然薄弱。
由液氢举例，近两年国内氢液化呼声很高，但在国际上氢液化已经有几十年研究应用历史。在性能方面，目前国内没有测试液氢极端低温下的物性的机构，在设计装备时仅应用美国检测机构的数据，无法判断数据是否正确，在这一点上被拿住了命脉。
由碱性电解水制氢来说，近几年碱性电解槽价格上涨飞快，但性能提升并不多。从技术水平发展来看，碱性电解槽完全没有达到技术成熟的程度，技术性能提升的空间依然很大。
何广利介绍了低碳院新型高效碱性电解槽技术成果，该电解槽完全采用非贵金属材料体系，通过创新技术大幅降低了内阻、增大反应界面。实现电流密度1A/c㎡下小室电压1.8V，电流密度2A/c㎡小室电压约2V。
加氢站方面，国内加氢站按照国际以及国内新发布标准做加注协议少于50%，绝大部分加氢站属于撬装直充加氢站，从特种设备管理角度来讲并不符合管理规定。何广利认为，加氢站目前处于数量上扩张阶段，质量上的关注并不太多。
何广利介绍了低碳院加氢方面的技术成果，成功开发国内首个取得国际认证的35/70MPa快速加氢站＆加氢机。加氢机和压缩机技术在2021年和2022年入选国家能源局能源领域首台套重大装备名录。其关键装备及系统分别入选2020年和2022年国资委中央企业创新成果推荐目录。
从整体行业来看，加氢站装备还在进行从无到有的努力，在后续技术突破、创新仍需加强，实现从有到优。
针对煤炭的利用，低碳院自主设计了国内规模最大的首套CO2近零排放的IGFC试验示范系统，包括5套SOFC发电模块，燃料电池系统最大发电功率101.7kW，发电效率53.2%，CO2捕集率98.6%。何广利表示，氢能有可能会改变传统能源的生产和使用形式。
对于最关键的成本问题，何广利介绍，在绿氢制取方面，国内尚未形成规模化，可再生能源制氢仅占我国氢源比例的1%，绿氢成本高达15-20元/公斤。可再生能源资源禀赋与应用场景分布不均衡，且储运成本高昂，导致氢气成本进一步升高，达到500公里15-30元/公斤。
在降本方面，当前光伏电价持续降低，当电价低于0.2元/kWh时，碱性电解的设备成本占比高于30%，此时能效和单位制氢成本成为关键。性能上要提升电解槽的功率密度、电流密度。
场景技术降本方面，何广利介绍了中压碱性电解制氢技术，可用于直接天然气管网注氢，省去了压缩机成本和压缩能耗，但需要平衡中压导致电解能耗以及设备成本的增加。高压PEM电解水制氢技术，可直接给燃料电池车加注，需要平衡高压导致电解能耗和设备成本增加，节省压缩机成本和压缩能耗。
最后，何广利抛砖引玉提出问题：最适宜的单体电解槽规模、最适宜的电解槽的工作电压、电解槽寿命定义、寿命加速评测以及国家氢能路线图何时出台。
总的来看，氢能行业的发展潜力是巨大的，但从技术上来讲还是有很大进步空间。
到目前为止，国家能源集团牵头2项国资委“1025”专项和10项国家重点研发计划项目，参与10余项国家重点研发计划项目，2023年新获批线头承担3项国家重点研发计划项目。是牵头承担氢能领域国家项目最多的公司。
国家能源集团是全球最大的煤炭、煤化工、风电、火电公司，可为氢能应用（包括化工、发电、交通）提供最全的应用场景。
北京低碳清洁能源研究院（以下简称“低碳院”）作为国家能源集团的直属研发机构，有27项重点任务（10项已纳入国家部委科技计划任务），其中基础性技术4项，紧迫性技术12项，前沿性技术6项，颠覆性技术5项。（根据嘉宾现场演讲整理未经嘉宾审核）

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