2018年我國的氫氣產(chǎn)量約為2100萬噸，其中煤制氫占比62%，天然氣制氫占19%，而電解水制氫僅占1%——這是記者在日前舉辦的定州氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上獲得的一組數(shù)據(jù)，可以看出，目前我國氫氣制備仍以化石原料為主，電解水制氫所占比例極低。但記者在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，與會(huì)專家普遍看好電解水制氫，并將其視為未來發(fā)展的主要方向之一。原因何在？

“根本原因在于現(xiàn)有的成熟制氫技術(shù)會(huì)造成大量的碳排放。”中國三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院氫能組負(fù)責(zé)人謝寧寧表示：“現(xiàn)有制氫方式包括化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、電解水制氫等，但化石燃料制氫過程中會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳及少量二氧化硫，會(huì)對環(huán)境造成很大污染。”

中國船舶集團(tuán)有限公司第七一八研究所制氫工程部副總工薛賀來也表示：“對氯堿行業(yè)的氣體進(jìn)行提純得到的副產(chǎn)氫，雖對廢氣進(jìn)行了有效利用，但制取出的氫氣有雜質(zhì)，如直接用于氫燃料電池將對其壽命有一定傷害。電解水制氫相較于其他制氫方法，產(chǎn)氣量雖然較小，但氣體純度相對較高，并且可以隨開隨停，具有優(yōu)秀的調(diào)節(jié)功能。”

據(jù)悉，電力成本高是電解水制氫目前面臨的最關(guān)鍵問題。對此，謝寧寧直言：“電解水制氫未來在降成本還有規(guī)模化的提升方面，需要與可再生能源結(jié)合。因?yàn)殡S著可再生能源尤其是太陽能和風(fēng)能成本的走低，可再生能源電解水制氫的成本有望大幅下降。”

薛賀來也表示：“電解槽非常適合氫氣的集中式生產(chǎn)，同時(shí)電解水制氫尤其適合與光伏、風(fēng)能等可再生能源聯(lián)合使用，當(dāng)電價(jià)低于每千瓦時(shí)0.3元時(shí)，零碳排放的可再生能源制氫將與煤制氫成本相當(dāng)。”

據(jù)中國投資協(xié)會(huì)能源投資專委會(huì)專家主席石定寰介紹：“由于持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步，我國可再生能源產(chǎn)業(yè)近年來得到大力發(fā)展，太陽能、風(fēng)電都已實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，比脫硫煤電的價(jià)格還低。”換言之，未來隨著可再生能源電價(jià)的持續(xù)下降，用其電解水制氫的經(jīng)濟(jì)性問題將迎刃而解。

另據(jù)了解，除了經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)前電解水制氫在設(shè)備技術(shù)方面也面臨調(diào)整。

據(jù)與會(huì)專家介紹，目前電解水制氫技術(shù)主要有堿性電解水、質(zhì)子交換膜(PEM)電解水和固體氧化物電解水三類。其中，堿性電解水技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模化產(chǎn)氫，商業(yè)化較為成熟；PEM電解水處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期，而固體氧化物電解水還處在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)階段。

“PEM制出的氫氣純度很高，可以直接用于燃料電池，并能滿足不同用戶需求。”薛賀來指出，“同時(shí)PEM制氫設(shè)備具有靈活性和反應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，能在短時(shí)間內(nèi)按高于額定負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，能夠適應(yīng)波動(dòng)性變化，因此更適合與可再生能源發(fā)電配合。”

但值得關(guān)注的是，PEM水電解設(shè)備成本很高。“這里面的關(guān)鍵技術(shù)是膜電極的組件，需要使用貴金屬催化劑，國內(nèi)電解堆大多使用的是進(jìn)口的質(zhì)子交換膜，進(jìn)一步抬高了設(shè)備成本，因此技術(shù)的不成熟以及國產(chǎn)化進(jìn)程慢等問題阻礙了國內(nèi)PEM電解的發(fā)展。”薛賀來說，“此外，為了使得電解水整體設(shè)備進(jìn)一步適應(yīng)可再生能源制氫，可以將多臺套堿性電解水技術(shù)和PEM電解水技術(shù)組合在一起，實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)寬頻的調(diào)節(jié)范圍，但這都需要進(jìn)一步的研發(fā)。”